【環(huán)氧板】材料的傳統(tǒng)工藝方法

擴散結(jié)合法是制備連續(xù)纖維增強環(huán)氧板材料的傳統(tǒng)工藝方法。擴散結(jié)合是利用在高溫的較長時間和較小塑性變形作用下,接觸部位原子間的相互擴散使纖維/金屬基體之間以及金屬基體相互之間結(jié)合在一起的方法。結(jié)合表面在加熱加壓條件下發(fā)生變形、移動、表面膜破壞,經(jīng)過一定的高溫時間，纖維與金屬粉末之間發(fā)生界面擴散和體擴散,結(jié)合界面最終消失,完成材料環(huán)氧板。

擴散結(jié)合法的主要工藝過程:首先將纖維與金屬基體制成環(huán)氧板材料預(yù)制絲(帶、板),然后根據(jù)設(shè)計的纖維排布方向和分布狀態(tài)將預(yù)制體進行層合排布。根據(jù)纖維的體積分數(shù)，在排布時添加基體金屬箔(若需要),放人模具內(nèi)經(jīng)加熱加壓，制得環(huán)氧板材料或構(gòu)件。擴散結(jié)合法常用的模具為不銹鋼模具，為防止金屬基體與不銹鋼發(fā)生焊接，模具與金屬基體之間可用隔絕層隔開。

擴散結(jié)合法的工藝過程必須保證預(yù)制體表面金屬的清潔，尤其是金屬表面不能布纖維因為氧化層的存在會影響金屬的擴散，進而影響金屬基體間的相互結(jié)合。采用碳纖維、硼纖維等易與金屬發(fā)生反應(yīng)的纖維制備環(huán)氧板材料時,應(yīng)先進行纖維預(yù)處理，，再進行金屬基體制備。如采用化學(xué)氣相沉積、化學(xué)鍍金屬或溶膠凝膠等方法在碳纖維表面形成層sic，Al2O3,Ti-B或Ni金屬等涂層。

纖維/基體預(yù)制絲(帶、泊材)的主要制備方法有以下幾種:

(1)PVD法制備纖維/基體環(huán)氧板。采用磁控濺射等物理氣相沉積(PVD)手段將基體金屬均勻沉積到纖維表面上，形成纖維/基體環(huán)氧板絲。使用這種環(huán)氧板絲制備環(huán)氧板材料時，主要是基體與基體之間的擴散結(jié)合，有利于材料界面的改善，同時通過控制基體沉積層的厚度可控制纖維的體積比。

(2)粉末法制備纖維/基體環(huán)氧板。首先將金屬基體粉末與聚合物黏結(jié)劑混合制成基體粉末/聚合物黏結(jié)劑膠體，然后將纖維通過帶有一定孔徑毛細管的膠槽，在纖維表面均勻地涂敷上層基體粉末黏結(jié)劑膠體，干燥后形成具有一定直徑的纖維/基體粉末環(huán)氧板絲。環(huán)氧板絲的直徑取決于膠體的黏度、纖維的走絲速度以及膠槽的毛細管孔徑等。這種預(yù)制體在環(huán)氧板材料制備過程中需要預(yù)先徹底除去環(huán)氧板絲中的聚合物黏結(jié)劑膠體。因而要求聚合物粘結(jié)劑具有在真空狀態(tài)的低溫下能夠完全揮發(fā)的特性。

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