[发明专利]一种纤维增强树脂基复合材料修复方法

说明书

本发明公开了一种纤维增强树脂基复合材料修复方法，包括以下步骤：步骤一、根据纤维增强树脂基复合材料的损伤、缺陷类型制备相应的粉体；步骤二、清理去除纤维增强树脂基复合材料损伤、缺陷区域的灰尘、碎屑、污垢等杂质；步骤三、对纤维增强树脂基复合材料的损伤、缺陷区域进行毛化处理；步骤四、通过超音速冷喷涂工艺将制备的粉体喷至损伤、缺陷区域，粉体沉积形成表面修复层，完成损伤、缺陷区域修复。本发明具有效率高、能耗低、环境友好等优点，修复部位表面平整且力学性能得到一定恢复。

技术领域

本发明属于先进复合材料可持续应用领域，涉及一种复合材料修复方法，尤其涉及一种纤维增强树脂基复合材料修复方法。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料因其具有高的比强度，比模量，良好的抗疲劳性能等优点，在航空航天、汽车工业、能源等各个尖端领域得到全面的应用。纤维增强树脂基复合材料是一种复杂的多相体系，生产过程受工艺参数影响较大，容易产生空隙、弱界面结合、分层等缺陷。在使用与维护过程中可能遭受到工具掉落、跑道碎石、冰雹、鸟撞等以冲击损伤为主的各种结构破坏，极易产生基体开裂、缺口、破孔、纤维断裂等损伤类型。这些缺陷与损伤将显著降低复合材料静、动载荷性能，若不能及时对其行有效的修复，恢复原结构的使用性能，其局部的缺陷、损伤将不断扩大进而引起整个复合材料结构的破坏甚至报废。对纤维增强树脂基复合材料生产、使用过程中产生的缺陷、损伤以及处于生命周期末端的废弃物进行修复，有利于延长复合材料的使用寿命，降低其全生命周期设计、制造成本，减少资源、能源消耗。

目前国内对纤维增强树脂基复合材料的修复问题研究较少，现有的修复方法存在工艺过程复杂，修复层致密性差，修复后表面不平整，修复部位薄弱，修复工作安全性低等问题。发明申请(CN111844818A)公开了一种树脂基纤维增强复合材料损伤的修复方法及加压修复装置，修复前需对损伤区域铺设加热毯与真空袋，操作过程复杂，效率低，受加热毯与真空袋形状、铺设方式的影响，对于复杂曲面结构存在修复困难，修复表面不平整的问题。修复过程中加热温度高，能耗大，修复区域会产生较大热应力，降低修复部位的力学性能。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提出了一种纤维增强树脂基复合材料修复方法，修复效率高，操作简单，易于现场操作，修复区域表面平整、力学性能好，能有效延长复合材料的使用寿命，降低复合材料生产制造成本与环境影响性。

为实现上述目的，本发明提供一种纤维增强树脂基复合材料修复方法，具有这样的特征：包括以下步骤：

步骤一、根据纤维增强树脂基复合材料的损伤、缺陷类型制备相应的粉体；

对于纤维断裂损伤区域，制备纤维粉体，且与待修复纤维增强树脂基复合材料中的纤维类型相同；

对于基体开裂、分层等树脂损伤、缺陷区域，制备树脂基粉体，且与待修复纤维增强树脂基复合材料中的树脂类型相同；

对于缺口、破孔、空隙等复合材料损伤、缺陷区域，制备纤维增强树脂基复合材料粉体，且与待修复纤维增强树脂基复合材料中的纤维、树脂类型相同；

对于磨损损伤类型，制备包括纤维、树脂基和铜的磨损修复粉体，磨损修复粉体中的纤维和树脂基与待修复纤维增强树脂基复合材料中的纤维、树脂类型相同；磨损修复粉体主要针对纤维增强树脂基复合材料磨损损伤类型，对磨损区域修复的同时铜粉可以增加其耐磨强度；

步骤二、清理去除纤维增强树脂基复合材料损伤、缺陷区域的灰尘、碎屑、污垢等杂质；

步骤三、对纤维增强树脂基复合材料的损伤、缺陷区域进行毛化处理，以增强粉体与纤维增强树脂基复合材料的界面结合强度；

步骤四、通过超音速冷喷涂工艺将制备的粉体喷至损伤、缺陷区域，粉体沉积形成一定厚度的表面修复层，完成损伤、缺陷区域修复。