[发明专利]一种连杆的复合材料浸润性测试方法

说明书

为了改善复合材料浸润性，本发明提供一种连杆的复合材料浸润性测试方法，属于飞机结构的设计领域。本发明包括：S1、获取碳纤维的横截面，计算碳纤维横截面的面积，利用圆的面积公式将其换算成等面积圆的直径，作为碳纤维的直径；S2、将碳纤维放入100℃的烘箱中烘干，将碳纤维剪，用动态接触角测量仪测量，碳纤维单丝插入液面深度为5mm，前进和后退浸润速度均为0.008mm/s；S3、采用动态接触角测量法测试碳纤维与环氧树脂的接触角θ；分别测量两种液体与碳纤维的接触角θ₁和θ₂，根据测得的接触角θ₁和θ₂计算碳纤维表面能：S5、根据碳纤维表面能及碳纤维与环氧树脂的接触角θ，对树脂基体进行改性，改善复合材料浸润性。

技术领域

本发明涉及一种复合材料连杆，特别涉及一种连杆的复合材料浸润性测试方法，属于飞机结构的设计领域。

背景技术

飞机的发展主要以低成本、高运载能力为目标，要达到这个目标首先要解决的是结构减重问题，吊挂盒段下连杆,是吊挂盒段的重要传力零件，用于连接吊挂盒段底部和机翼下翼面,传递发动机推力。传统飞机，包括B737、B777、C919飞机均采用金属材料，但随着复合材料技术的进步，相比于传统钢制连杆结构，如果吊挂连杆采用金属和复合材料相结合，可以减重50％～60％，潜在经济效益巨大。因此，发展复合材料连杆是实现飞机减重目的的关键技术之一。

飞机吊挂团队一直希望采用复合材料下连杆技术，以帮助飞机减重，而材料性能对连杆具有很重要的作用，截至目前尚未进行有效的探索。

良好的浸润性是复合材料中纤维和树脂两相可达到良好复合的必要条件,因此要进行材料体系的选择，首先应对树脂与纤维间浸润性进行评价,进而提高树脂与纤维的相容性。

发明内容

为了改善复合材料浸润性，本发明提供一种连杆的复合材料浸润性测试方法。

本发明的一种连杆的复合材料浸润性测试方法，所述复合材料包括树脂基体和碳纤维，所述方法包括：

S1、获取碳纤维的横截面，计算碳纤维横截面的面积，利用圆的面积公式将其换算成等面积圆的直径，作为碳纤维的直径d；S2、将碳纤维放入100℃的烘箱中烘干，将碳纤维剪成50mm长的小段，任意抽取4根单丝粘接固定在夹具上；相邻碳纤维单丝之间的距离为10mm，切去碳纤维多余部分，使其露出夹具的长度尽量相等，用动态接触角测量仪测量，碳纤维单丝插入液面深度为5mm，前进和后退浸润速度均为0.008mm/s；

S3、采用动态接触角测量法测试碳纤维与环氧树脂的接触角θ：

F＝Pγ_lcosθ

F表示润湿力，P表示液体与固体的接触周长，P＝π×d，γ_l表示液体的表面张力；

S4、分别测量两种液体与碳纤维的接触角θ₁和θ₂，根据测得的接触角θ₁和θ₂计算碳纤维表面能：

γ₁和γ₂分别表示液体1和液体2的表面张力，表示碳纤维的色散分量表面能，表示液体1的色散分量表面能，表示液体2的色散分量表面能，表示碳纤维的极性分量表面能，表示液体1的极性分量表面能，表示液体2的极性分量表面能，γ_s表示碳纤维表面能；

S5、根据碳纤维表面能及碳纤维与环氧树脂的接触角θ，对树脂基体进行改性，改善复合材料浸润性。

作为优选，所述S1中，测量多个碳纤维直径，求多个碳纤维直径的平均值作为碳纤维的直径。