[发明专利]一种用于测定预浸料粘性的系统及其探针装置与测定方法

说明书

本发明公开了一种用于测定预浸料粘性的系统及其探针装置与测定方法，属于材料物理性质测试技术领域。测定系统包括万能试验机及搭载在该万能试验机上的探针装置；探针装置包括底座、载物台、探针、探针加热筒、加热片、温控器及温度传感器；探头伸出探针加热筒；温度传感器向温控器输出检测信号，温控器向探针加热筒与加热片输出控制信号；底座与万能试验机的下夹具接头固定连接，探针与万能试验机的上夹具接头固定连接。该测定系统能对预浸料粘性进行测定及定量表征，有利于预浸料生产过程中的监控及提高复合材料的铺放成型质量，可广泛应用于预浸料粘性生产及复合材料成型技术领域。

技术领域

本发明涉及材料物理性质测定技术领域，具体地说，涉及一种测定预浸料粘性的探针装置、以该探针装置构建的测定系统及测定方法。

背景技术

预浸料粘性是指在较短的接触时间与接触压力下，预浸料与其他物件表面所形成一种不完全的粘结特性，其作为决定预浸料是否适合铺贴的关键因素。在复合材料铺放工艺中，要求预浸料在一个合理的粘性范围，当粘性不足时，容易产生滑移、架桥等铺放缺陷；而粘性过大时，则不利于铺层有误时调整重铺，也不利于预浸料与背衬纸剥离，且会给预浸料的输送带来困难。

因此，准确地测定出用于表征预浸料粘性的物理量是提高复合材料铺放质量的前提之一，但由于缺乏准确有效且定量的测定方法，导致人们在描述预浸料的粘性时，通常为根据经验将其分成高、中、低三档，或者采用一些方法进行定性测量，比如：(1)滚球法：把规定尺寸和质量的塑料小球放在贴有预浸料的45°斜坡上，让小球向下滚动，通过滚动情况研究预浸料的粘性；(2)撕裂法：把两片预浸料贴合在一起，并施加压力，然后撕裂，以规定负荷下两片预浸料完全撕裂分离的时间作为表征其粘性的指标等。

发明内容

本发明的目的为提供一种能定量测定预浸料粘性的系统；

本发明的另一目的为提供一种用于构建上述测定系统的探针装置；

本发明的再一目的为提供一种使用上述测定系统对预浸料粘性进行测定的方法。

为了实现上述目的，本发明提供用于测定预浸料粘性的系统包括万能试验机及搭载在万能试验机上的探针装置；探针装置包括底座，用于粘贴预浸料试样的载物台，用于对预浸料试样进行探压的探针，套设在探针外的探针加热筒，用于对载物台进行加热的加热片，温控器，及用于对探针探头与加热片的温度进行检测的温度传感器；探头伸出探针加热筒；温度传感器向温控器输出检测信号，温控器向探针加热筒与加热片输出控制信号；底座安装在万能试验机的支座上，探针与万能试验机的上夹具接头固定连接。

在使用过程中，可将预浸料试样粘贴至载物台上，并设定加热筒对探针的加热温度与加热片对载物台的加热温度，通过万能试验机驱动探针对预浸料试样完成下压、保压及分离动作，并记录力-位移和/或力-时间曲线，以从该曲线中获取表征预浸料粘性的分离力，从而可对不同环境温度下预浸料粘性进行测定并定量表征。

具体的方案为探针加热筒和/或加热片为柔性加热器。便于对加热器的安装及适应不同探针与底座表面。

另一个具体的方案为加热片粘贴在底座上，载物台为粘贴在加热片上的垫片，垫片优选为硅橡胶、聚氨酯、聚乙烯及尼龙等柔性材料。便于加热片对载物台的加热及保温。

优选的方案为底座为钢底座，探针为钢探针。选用钢材料，优选为不锈钢材料，以便于后续使用及后续清洗等维护过程。

为了实现上述另一目的，本发明提供用于测定预浸料粘性的探针装置包括底座，用于粘贴预浸料试样的载物台，用于对预浸料试样进行探压的探针，套设在探针外的探针加热筒，用于对载物台进行加热的加热片，温控器及用于对探针探头与加热片的温度进行检测的温度传感器；温度传感器向温控器输出检测信号，温控器向探针加热筒与加热片输出控制信号。