[发明专利]微波加热辐射装置及飞机碳纤维复合材料修理方法

权利要求书

1.微波加热辐射装置，其特征在于：包括待修复基材(1)，所述修复基材(1)上平铺有碳纤维复合材料补片(9)，还包括平铺在修复基材(1)上的热电偶(2)，所述热电偶(2)上覆盖有真空袋膜(3)，所述真空袋膜(3)配合有对待修复区域抽真空的真空机构(4)，所述真空袋膜(3)上方分布有柔性基板(5)，所述柔性基板(5)上设有沿水平方向平行分布的若干组用以微波加热的单元微波天线(6)，所述柔性基板(5)上设有与微波源主机相连的连接线(7)。

2.根据权利要求1所述的微波加热辐射装置，其特征在于：所述真空机构(4)包括将真空袋膜(3)密封的密封胶条(41)，所述真空袋膜(3)上设有与真空嘴(42)，所述真空嘴(42)上设有与真空泵相连的真空管(43)。

3.根据权利要求1所述的微波加热辐射装置，其特征在于：所述柔性基板(5)上设有将若干组单元微波天线(6)连接的柔性连接带(10)，所述柔性基板(5)、单元微波天线(6)、柔性连接带(10)、连接线(7)与微波源主机共同组成阵列式微波辐射加热系统。

4.根据权利要求1所述的微波加热辐射装置，其特征在于：所述柔性基板(5)上四周绕包有用以防止微波泄露的微波吸收条(14)和微波屏蔽网(8)。

5.利用权利要求1至4中任一项所述的微波加热辐射装置的飞机碳纤维复合材料修理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

第一步：将阵列式微波辐射加热系统放置在修复基材(1)表面，并标记阵列式微波辐射加热系统外轮廓，同时标记阵列式微波辐射加热系统的陈列排布方向、单个阵列的宽度、阵列序号信息；

第二步：清洁修复基材(1)，粘接碳纤维复合材料补片(9)，并在碳纤维复合材料补片(9)边缘放置热电偶(2)，随后粘接真空袋膜(3)并通过真空嘴(42)将待修复区域抽真空；

第三步：开启微波修复仪主机，连接阵列式微波辐射加热系统和热电偶(2)，记录每个热电偶(2)所对应的阵列序号；

第四步：根据固化的碳纤维复合材料补片(9)类型的固化温度曲线确定固化程序和加热模式；

第五步：若加热模式为均匀固化模式，则输入材料的固化曲线，并选择所有的热电偶(2)，即可开始固化，固化时根据实时温度与预设温度之间的差值，调控对应阵列单元的微波功率、脉冲频率以完成各阵列单元的温度精确控制，固化结束后可得到平均温度记录表；

若加热模式为非均匀固化模式，根据热电偶所在位置，设置不同热电偶(2)所对应的阵列源升温曲线，并启动固化程序，开始固化，每个阵列单元根据自己对应的升温曲线，调节功率-脉冲时间-温度之间的关系，当固化结束后关闭程序，可得到每根热电偶的温度记录表。

6.根据权利要求5所述的飞机碳纤维复合材料修理方法，其特征在于：热电偶(2)不少与两个，并平铺在碳纤维复合材料补片(9)四周，同时需要保持不同的测温点在不同阵列微波发生装置的辐射区域内。

7.根据权利要求5所述的飞机碳纤维复合材料修理方法，其特征在于：第五步均匀固化模式中不同阵列源可以通过对比实时温度与目标温度之间温差调整独立阵列的微波源工作模式和功率，以达到各测温点的温度与目标温度温差一致。

8.根据权利要求5所述的飞机碳纤维复合材料修理方法，其特征在于：第五步非均匀固化模式中根据碳纤维复合材料补片(9)使用的胶膜材料设计不同的固化程序，同时通过设置不同测温点的升温曲线控制每个阵列工作。

9.根据权利要求6所述的飞机碳纤维复合材料修理方法，其特征在于：若碳纤维复合材料补片(9)面积过大，需设置的热电偶(2)数量是微波源主机最大预留接口数量，热电偶应垂直于微波阵列源的方向间隔排列。

10.根据权利要求6所述的飞机碳纤维复合材料修理方法，其特征在于：单元微波天线(6)边距碳纤维复合材料补片(9)之间需保证最小一个阵列的宽度，以使碳纤维复合材料补片(9)的均匀固化。