真空辅助成形泡沫夹层复合材料粘接界面性能研究
PMI泡沫复合材料夹层结构的无损检测方法
PMI 泡沫复合材料夹层结构的无损检测方法Non 2dest ructive Test Met hods of PMI Foam Cored Co mpo siteSandwich St ruct ure胡 培(赢创德固赛(中国)投资有限公司上海分公司功能聚合物部门,上海201108)HU Pei(Performance Polymers ,Evonik Degussa (Shanghai )Co.Ltd.,Shanghai 201108,China )摘要:主要讲述了目前适用于PMI 泡沫夹层结构的各种无损检测方法。
回顾了泡沫夹层结构常用的无损检测方法:空气耦合超声方法、脉冲回波超声方法以及激光错位散斑干涉方法。
针对不同的缺陷形式,对比了无损检测的效果。
关键词:PMI 泡沫夹层结构;空气耦合超声无损检测;脉冲回波;激光错位散斑干涉;无损检测 文献标识码:A 文章编号:100124381(2009)Suppl220354205Abstract :The various state 2of 2art non 2destructive test met hods for PM I foam cored sandwich st ruc 2t ure are p resented.The pop ular non dest ructive test met hods for t he foam 2cored sandwich struct ure are reviewed ;including air coupled ult rasonic met hod ,p ulse 2echo ult rasonic met hod and shearogragh met hod.According to different defect s ,t he performance of various ND T met hods is comparied.K ey w ords :PM I foam cored sandwich struct ure ;air coupled ult rasonic non destructive test met hod ;p ulse 2echo ult rasonic met hod ;shearogragh ;non 2dest ructive test met hod 简单的夹层结构由三部分组成:面板,芯材和胶接,通过胶接在前面两个组分之间传递载荷。
复合材料泡沫夹层结构力学性能与试验方法_孙春方
强度 。试验时拉压应力幅度与面层弯曲时产生的拉
压应力相等 ,这种方法在夹层结构设计选择面层材
料时可快速确定面层的疲劳性能 。拉压疲劳试验较
弯曲试验易实现 ,加载频率高 ,缩短试验机时具有较
好的经济性 ,较易确定面层的疲劳强度 。因此 ,合适
的设计可避免面层发生疲劳破坏 。对面层与芯层胶
2005年第 2期
切弹性模量 ; Gf、Gm 为纤维 、基体的剪切弹性模量 。 ( 3)夹层结构的刚度
夹层结构的刚度主要由抗弯刚度和剪切刚度来
描述 。对矩形截面梁其等效抗弯刚度
( E I) eq = Ef bt2 /6 + Ec bc3 /12 + Ef btd2 /2
(6)
忽略第 1, 2项 ,取 d≈ c ( d = c + t) ,
219
017
017
912
911
PM I 71 IG
616
610
高度分布呈线性 ,芯层上剪应力均布 ,τc
=
Q。
bc
( 2)夹层结构的破坏形式
①受拉面层屈服或断裂 。即
σ f
=
M btc
=σyf
(σbf )
( 14)
②受压面层局部发生“起皱 ”。即当压缩面层
正应力达到局部失稳应力 ,
FRP /CM 2005. No. 2
σ f
=M btc
=
3 E1f /3 E1c /3 12 ( 3 - Vc ) 2 ( 1 +Vc ) 2 1 /3
( 3)夹层结构的疲劳
随着夹层结构应用的深入 , 在很多情况下夹层
结构将承受交变荷载 , 因此夹层结构的疲劳问题越
来越突出 。其破坏形式基本可以归结上述 5方面 。
高性能夹层复合材料集装箱研制
经过四年的项 目 研究 ，Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｒ 公司开发出新型 １ Ｚ Ａ Ｐ ｅ ２ 集装箱 ，它是一个满足结构
完整性 、热性能和耐冲击性极限要求的夹层复合材料集装箱。
１ 新型控温航空货运集装箱设计
ｅ ２ 是一个所谓的冷藏 Ｕ Ｌ Ｄ（ 成组装运设备 ） ， 包括一个整体的升降式底座 ， 也可作
层结构板厚只有 ｌ ｍ ｍ，但是它已被证明相当坚固，耐冲击。
７ 维修简易
如果发生意外损坏 ，Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｒ团队制定维修方案 ，只需要极少的复合材料， 夹层结构
知识。集装箱几乎可以在世界任何一个机场维修 ，只需相关人员经过维修方案的培Ｎｏ在完
成培训课程后 ， 不需要 Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｒ 公司 自己的员工就可修复集装箱的全适航性。 这使维修站
．
４ １・
６ 提 高的坚韧性使损坏频 率减半
当把集装箱运到世界各地的飞机停机坪上时，航空货运集装箱所处环境简陋，磨损和撕
裂程度较高。除了要经受所有可能的天气情况外 ， 叉车和卡车的碰撞会引起大量损坏。新型
复合材料集装箱应用现场统计显示 ，损坏频率减少 ２ 到３ 倍 ，因此也减少维修费用。虽然夹
４ 限制损伤尺寸的设计
集装箱损伤的第一个原错
位。实际上 ，保护轻质航空货运集装箱完全避免碰撞中出现裂 口是不可能的。 为保证集装箱的结构强度 ， 在夹层结构蒙皮中使用多轴向玻璃纤维织物。 这有助于结构载
荷均匀分布。一般来说， 在芯材两边铺设同样的材料， 力求得到平衡对称的夹层结构， 但是在
任何 弯 曲或嵌入 的 内张力 。
５ 更低能量要求的双隔热性能
PMI高性能泡沫夹层材料的应用及国内研制现状
:
共聚反应技术
成核和发泡技术
泡沫组成和结构控制技术
PMI泡沫强度增强技术
PMI泡沫制备的关键设备
PMI泡沫关键工艺控制技术
PMI泡沫制备的基本配方如表
1所示。PMI泡沫制备的工艺流程如图
5所示。
和复合材料的最轻量化制备提供技术支持。
The
research
and
application
of
PMI
foam
in
china
Chen
Yimin1，He
Bin2
(
1.
College
of
Aerospace
and
Material
省塑料研究所研制的性能达到了国外同类产品的水平，完全能满足航空航天等各领域应用的要求。
同时，可根据用户要求量身定制，在密度从
32～300
kg/m
3的范围内，制备各种密度
(如从国外买不
到的
90
kg/m3或
110～200kg/m
3
)的
PMI泡沫，为
PMI泡沫夹层结构复合材料结构和性能最优化设计
6研制的
PMI泡沫的光学照片
同时，采用在共聚过程中加入无机纳米增强技术来提高
PMI泡沫的性能，并取得了良好的提高
PMI
泡沫强度的效果。PMI泡沫力学性能测试结果表明，所研制的
PMI泡沫的性能指标与国外类似产品的
性能基本一致，表
2为研制的
PMI泡沫部分力学强度数据及与
FRP真空辅助成型工艺实验研究
６３
１ ｋ————————————————１
３工艺实验
ｔ＝玉２ ‘－，■ｌ，
韪蠢匡三 圣茎三－ＪＴＳＯ 匡薹重蓁重 嚣 器Ｅ｝三＝三＝＝三：三＝三：三：三三＝＝三＝三＝＝三＝三＝＝三＝三＝＝三；三爱兰 ；器０ Ｅ＝＝忑皇＝＝＝＝＝二二二二二＝二二二二二二二二＝ １∞卜————ｏ———————————————————————————————————————一 ５。０亡ｉ皇＝二＝二二二＝＝＝＝：＝＝＝＝＝＝＝＝二＝＝二＝二警
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ；ＶＡＲＴＭ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ＦＲＰ／ＣＭ ２０１０．Ｎｏ．４
万方数据
FRP真空辅助成型工艺实验研究
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
图５充模时间／ｍｉｎ
…。ｊ
芒 罨
、？Ｉ。……
／ ？ｊ二—＿
蛰 鼎
／
基 豁
／
厘
衄
图６真空度／ＭＰａ
２６ 、，
山
／ 苫
氲２４
慧
器２２
ｊ｝．Ｐ，’Ｖ
；㈣ ’
厘
ｎ１１｛２０
２０
２５
３０
３５
４结论
图７充模温度ＰＣ
ＶＡＲＴＭ工艺参数对制件的机械性能有着重要
影响，合理选择工艺参数及树脂分配系统可减少制 件的微观缺陷，从而使制件的机械性能得到较大提 高。本文经实验测试，发现在参数值选取范围内，真 空度大小和充模时间对制件机械性能有显著影响， 真空度越大机械性能越好，充模时间长不利于机械
2.期刊论文 张锐.郑威.袁秀梅.高泉喜.王昭亮.Zhang Rui.Zheng Wei.Yuan Xiumei.Gao quanxi.Wang Zhaoliang
复合材料夹层结构泡沫芯材的性能特点和应用
复合材料夹层结构泡沫芯材的性能特点和应用作者：胡培的博客发表于：2010-01-06 09:06:16 点击：1817复材在线原创文章，转载请注明出处胡培赢创德固赛（中国）投资有限公司上海分公司陈志东博士赢创德固赛（中国）投资有限公司上海分公司摘要：上世纪80年代末，航空公司首先提出飞机结构中应当避免使用蜂窝夹层结构，因为在使用过程中，其表面容易发生损伤，产生显微裂纹并浸入水分。
另外，蜂窝也不适用于液体树脂注射工艺。
文章对复合材料夹层结构中常用的芯材做了简单对比，列出了泡沫夹层结构在结构方面、工艺方面和长期使用过程中的优势，介绍了目前航天航空结构，特别是无人机结构中应用最广泛的PMI泡沫的特点和应用实例。
结合多孔固体的结构特点和国内外最新研究和实践，简单的论述了泡沫芯材的发展趋势。
关键词：泡沫，蜂窝，夹层结构一、前言在航天航空、交通运输结构的设计中，要求构件尽可能轻而不损失强度是对设计人员的最大挑战。
在保证强度、刚度的同时，还要求所设计的薄壁结构在承受拉、压及剪切载荷的综合作用下不失稳。
过去传统的飞机结构设计方法仍在一些范围内使用，通过用长桁和肋/框组成纵、横向加强件来提高板的稳定性。
实际上，某些次结构也可以使用夹层结构设计来满足强度、刚度要求，例如蒙皮、舱门、口盖和翼身整流罩等。
夹层结构的夹芯通常采用蜂窝或泡沫芯材。
二、复合材料夹层结构芯材介绍在设计时，对于面板考虑的主要因素是材料的强度和刚度，而对于芯材，考虑的主要因素是最大幅度的减轻重量。
在飞机结构中芯材通常使用铝蜂窝、泡沫或NOMEX®蜂窝，如图1所示。
铝蜂窝或NOMEX®蜂窝具有压缩模量高和重量轻的优点，它们是飞机结构广泛使用夹芯材料，通常与碳/玻璃纤维预浸料一起使用。
常见的结构有机翼前缘、方向舵、起落架舱门、翼身和翼尖整流罩等。
尽管蜂窝夹层结构在性能上比金属板金结构有突出的优点，但是航空公司还是在积极寻找其替代材料，因为蜂窝夹芯材料在使用过程中需要高昂的维护修理费用。
复合材料微观缺陷对性能的影响
复合材料微观缺陷对性能的影响在当今的材料科学领域，复合材料因其优异的性能而备受关注。
然而，在复合材料的制备和使用过程中，微观缺陷的存在往往不可避免。
这些微观缺陷看似微不足道，却能对复合材料的性能产生显著的影响。
首先，我们来了解一下什么是复合材料的微观缺陷。
简单来说，微观缺陷是指在材料微观结构中存在的各种不规则、不连续或不均匀的部分。
常见的微观缺陷包括孔隙、裂纹、界面脱粘、夹杂以及纤维的断裂和错位等。
孔隙是复合材料中较为常见的微观缺陷之一。
孔隙的存在会降低材料的密度，从而影响其力学性能。
例如，在承受拉伸载荷时，孔隙周围容易产生应力集中，导致材料过早发生断裂。
而且，孔隙还会降低材料的热导率和电导率，这在一些对热管理和电性能有要求的应用中可能会带来严重问题。
裂纹也是一种令人头疼的微观缺陷。
裂纹的产生可能源于材料制备过程中的内应力，或者在使用过程中由于疲劳、冲击等因素导致。
一旦裂纹形成，它会迅速扩展，极大地削弱材料的强度和韧性。
尤其是在承受动态载荷的情况下，裂纹的扩展速度可能会加快，使材料在短时间内失效。
界面脱粘是复合材料中另一个关键的微观缺陷。
复合材料通常由两种或多种不同性质的材料组成，它们之间的界面起着传递载荷和协调变形的重要作用。
当界面结合不良，出现脱粘现象时，材料的整体性能将大打折扣。
例如，在纤维增强复合材料中，如果纤维与基体之间的界面脱粘，纤维就无法有效地承担载荷，从而导致材料的强度和刚度下降。
夹杂也是不容忽视的微观缺陷。
夹杂可能是在材料制备过程中混入的杂质颗粒，或者是反应生成的副产物。
这些夹杂会破坏材料的微观结构均匀性，引起局部应力集中，降低材料的疲劳性能和耐腐蚀性能。
纤维的断裂和错位同样会对复合材料的性能产生负面影响。
纤维在复合材料中通常起着主要的承载作用，如果纤维发生断裂或错位，材料的强度和刚度将大幅降低。
那么，这些微观缺陷是如何影响复合材料的性能的呢？从力学性能方面来看，微观缺陷会导致材料的强度、刚度、韧性和疲劳寿命下降。
缝合泡沫夹层复合材料力学性能研究进展
缝合泡沫夹层复合材料力学性能研究进展徐学宏，郑义珠，陈晨，陈吉平(上海飞机制造有限公司，上海201324)摘要：缝合泡沫夹层复合材料是一种制造成本低、抗分层能力强、结构效率高的先进轻质结构材料，备受航空、航天等工业领域的关注。
介绍了泡沫夹层结构的缝合技术,综述了缝合泡沫夹层复合材料的基本力学性能及抗冲击性能研究进展，并展望了缝合泡沫夹层复合材料的应用前景。
关键词：缝合；复合材料；泡沫夹层；力学性能；抗冲击性能中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：2096-8000(2020)09-0118-051引言传统泡沫夹层复合材料由上下两层薄而刚的纤维增强面板和中间一层低密度的泡沫芯材组成，是一种理想的轻质、高效结构，其中刚性面板主要承受弯曲载荷，轻质芯材主要承受剪切载荷。
复合材料泡沫夹层结构具有较高的比强度、比模量、抗弯刚度以及优良的耐腐蚀、隔热隔音性能，已被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑、风电叶片、高速列车、医疗器械等领域［l-4］o与蜂窝夹层结构相比，泡沫夹层结构克服了表面平整性低、受损后易吸湿、制造维修费用较高等问题,可以采用低成本的液体成型工艺实现整体成型［5］o 但是,由于面板与芯子界面强度较低,泡沫夹层复合材料受到冲击作用后容易产生分层破坏，从而降低结构的完整性和持久性。
为此，泡沫夹层结构的Z 向增强技术迅速发展，缝合是一种经济有效的层间增强方法,得到越来越多的关注和重视［6,7］。
2001年‘Stanley等冈在美国国家航空航天局(NASA)的支持下，将缝合技术运用到碳纤维泡沫夹层结构中，在贯穿面板与芯材的厚度方向引入增强缝线,并采用低成本的非热压罐工艺制造，进而提出了缝合泡沫夹层复合材料的概念。
这种先进结构中的缝线可以增加界面的连接作用，抑制板芯脱粘分层，有效地提高了泡沫夹层结构的基本力学性能、板芯界面强度和抗冲击性能。
目前，国内外学者已对缝合泡沫夹层复合材料进行了较多的实验和理论研究，主要集中于泡沫夹层结构缝合后的力学性能，取得了一些具有工程应用价值的研究成果。
PMI泡沫真空辅助热成型工艺及其生产应用研究
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald118DOI：10.16660/ki.1674-098X.2020.04.118PMI泡沫真空辅助热成型工艺及其生产应用研究贾思宜 王莹 成艳娜(西安飞机工业（集团）有限责任公司 陕西西安 710089)摘 要：针对生产常用的PMI泡沫，设计泡沫真空辅助热成型参数实验，探索热成型合理参数。
进行泡沫热成型厚度及拼接实验，给出合适的生产预留余量及拼接方案，指导真空辅助热成型工艺在实际生产中的应用。
本文主要对PMI泡沫真空辅助热成型工艺及其生产应用进行研究。
关键词：PMI泡沫 真空辅助热成型 泡沫夹层结构中图分类号：V25 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2020)02(a)-0118-031 引言聚甲基丙烯酰亚胺即PMI(polymethacrylimide)泡沫是一种性能优异的闭孔硬质泡沫[1]，其具有优良的绝热性能和耐高低温性能。
PMI泡沫芯具有力学性能上各向同性，便于机械加工，与各类型树脂兼容性好的特点，近年在高性能夹层结构芯材上得到大量应用。
PMI泡沫主要有机械加工及热成型两种成型方式。
大曲率PMI泡沫采用机械加工会造成原材料的极大浪费，泡沫热成型工艺则较好地避免了此问题。
本文主要对PMI泡沫真空辅助热成型工艺及其生产应用进行研究。
2 正文PMI泡沫真空辅助热成型工艺，是将PMI泡沫以真空袋密封封装在成型模具上，在加热设备中升温至其热变形温度后，施加真空压力使泡沫与模具型面贴合，冷却后得到所需型面泡沫的工艺[2]。
2.1 真空辅助热成型参数实验2.1.1 实验设计实验一：材料：泡沫ROHACELL 110WF-HTδ15mm。
成型模具：转角35°曲面。
加热设备：烘箱。
成型温度： 175℃，185℃，195℃。
保温时间：15min。
实验二：材料：泡沫ROHACELL 110WF-HTδ20mm。
界面增强型复材夹层板泡沫芯材的剪切性能试验
界面增强型复材夹层板泡沫芯材的剪切性能试验高峰;方海;刘伟庆;万里【摘要】Two types of sandwich panels with enhanced interfaces which were grooved perforation sandwich and lattice reinforced sandwich plates were prepared by the use of vacuum infusion process.The shear property of the sandwich panels were analyzed by the inclusion method of micromechanics and finite element simulation.The analytical results were compared with the experimental results.It is found that the shear strength of foam core can be improved by 9. 2％ through the resin column, and the enhanced proportion of shear modulus was not obvious. The shear strength and shear modulus of lattice web reinforced foam core sandwich can be greatly increased by 18. 4％ and 50. 4％,respectively.%以多轴向玻璃纤维布作为面层材料,以PVC泡沫为芯材,采用真空导入成型工艺制备了点阵式和格构式两类界面增强型复材夹层板.采用细观力学夹杂理论与有限元数值模拟方法对界面增强型复材夹层板的剪切性能进行分析,并与试验值进行对比验证.结果表明:泡沫芯材经树脂柱点阵增强后,其剪切强度提高9.2％,而剪切模量的增强效果不明显;格构式界面增强技术可有效提升泡沫芯材的抗剪强度和模量,其分别提高18.4％和50.4％.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】6页(P121-126)【关键词】复材夹层板;界面增强;剪切强度;剪切模量【作者】高峰;方海;刘伟庆;万里【作者单位】南京工业大学土木工程学院,江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院,江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院,江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院,江苏南京 211800【正文语种】中文【中图分类】TB332;TB301树脂基纤维增强复合材料夹层板(复材夹层板)具有轻质、刚度大、耐腐蚀、电磁屏蔽等特征,目前采用碳纤维面层和蜂窝芯材,纤维缝纫界面增强技术、泡沫芯材的夹层板结构已经在航空航天领域得到广泛应用。
温度荷载作用下GFRP-泡沫夹层结构Ⅱ型界面断裂韧性分析
温度荷载作用下GFRP-泡沫夹层结构Ⅱ型界面断裂韧性分析马亚利;王璐;欧谨;刘伟庆【摘要】研究不同温度对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)-泡沫夹层结构的Ⅱ型界面断裂韧性的影响,首先分析不同温度对GFRP以及聚氨酯泡沫的压缩性能的影响.再按照端部开口弯曲试件(ENF)的方法测量GFRP-泡沫夹层结构的荷载-位移曲线.试验结果表明:随着温度的升高,极限承载能力逐渐降低.通过能量释放率(G)判据来分析界面的分层情况,并基于试验现象和数据的进一步分析,计算出界面应变能释放率(GⅡ),通过不同温度下GⅡ值的比较发现:当温度升高时,界面的应变能释放率逐渐降低.%This paper studied the effects of different temperatures on glass fiber enhanced composite (GFRP)-foam sandwich structure of mode II interface fracture toughness,the first analysis of the different temperature of GFRP and polyurethane foam compression performance impact.The load-displacement curve of GFRP-foam sandwich structure by end notched flexure (ENF) method was measured.The experimental results showed that the ultimate bearing capacity gradually decreasedwith the increase inthe temperature.The stratification of the interface was analyzed byusing the energy release rate (G) criterion.Based on the experimental observation and data analysis,the interfacial strain energy release rate GⅡ was calculated.The strain energy release rate at the interface of GⅡ was decreased gradually with the increase of temperature by comparing the values of GⅡ.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(039)003【总页数】7页(P90-95,125)【关键词】复合材料;夹层结构;端部开口弯曲试验;应变能释放率【作者】马亚利;王璐;欧谨;刘伟庆【作者单位】南京工业大学土木工程学院,江苏南京211800;南京工业大学土木工程学院,江苏南京211800;南京工业大学土木工程学院,江苏南京211800;南京工业大学土木工程学院,江苏南京211800【正文语种】中文【中图分类】TB332复合材料由两种及以上具有不同性质的材料组合而成，具有比强度高、比刚度高、耐腐蚀性强等特点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
真空辅助成形泡沫夹层复合材料粘接界面性能研究
作者：孙薇薇
来源：《科技创新导报》2013年第09期
摘要：夹层泡沫与复合材料整体VARI成型过程中，在界面上易产生弱粘接以及粘接不稳定现象。
该文采用三种不同方法改善夹层泡沫与复合材料界面粘接性能，在夹层泡沫表面涂覆本体树脂，采用本体树脂制备胶膜铺放在夹层泡沫盒复合材料之间，在夹层泡沫与复合材料之间增加一层空隙率更大的织物。
结果表明，三种方法均能改善夹层结构的界面，铺放胶膜对界面改善效果最佳，涂敷树脂效果相对最差。
关键词：复合材料泡沫夹层真空辅助成形界面
中图分类号：V258 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（c）-00-02
复合材料真空辅助成型工艺（VARI）是一种新型的低成本的复合材料大型制件技术，它是在真空状态下排除纤维增强体中的气体，通过树脂的流动渗透，实现对纤维及泡沫的浸渍固化。
对于大尺寸、大厚度的复合材料飞机结构件，VARI是一种十分有效的成型方法[1-4]。
然而，对于泡沫夹芯结构，其具有和其他夹层结构相同的、不可避免的弱点，即表面夹芯区域的成型质量问题和面板与芯材之间的界面粘接性能。
两者容易对泡沫夹芯结构的性能造成很大影响，导致夹芯结构的抗剪切、抗剥离、抗平压、抗疲劳等性能较低。
该文对夹芯材料的树脂流动性、增强材料的浸润情况及出现的各种内部和外部缺陷进行工艺探讨，并提出三种界面改善方法并进行了比较，对VARI成形泡沫夹层结构的制造具有一定的指导意义。
1 实验材料及方法
1.1 原材料
实验采用的增强材料为Sigmatex公司的碳纤维无皱褶布（NCF），265 gsm/±45 °/T300 12k - Aero/1270 mm，泡沫芯材为Evonik公司的PMI泡沫，Rohacell 71WF-HT，树脂为CYTEC公司的CYCOM890-RTM。
1.2 实验方法
实验采用VARI成形工艺制备了外观质量符合要求的夹层结构平板，如图1所示。
该文采用反射法超声扫描检测与光学显微镜观察表征泡沫与复合材料的粘接界面性能（图1）。
1.3 泡沫与复合材料粘接性能改善方法
该文从两方面解决界面的胶接质量问题，一是控制界面附近树脂的流动，保证树脂能顺利填充泡沫单元，二是改善界面层增强材料的毛细作用。
具体采用三种方法如下。
（1）在蒙皮增强材料与泡沫组装之前，在泡沫表面预先涂敷Cycom890树脂，使树脂预先填充泡沫单元。
这种方法必须在组装后尽快注胶成型，否则在长时间放置过程或其他工艺实施过程（如预成型工艺）由于树脂自身的粘度仍然很低会导致涂敷的树脂被逐渐吸附到干的增强材料中，导致界面改善状况不可控。
同时，树脂涂敷过程为手工作业，涂敷量和涂敷均匀性较差。
例如，第一件上壁板工艺试验件即采用树脂涂敷工艺，经过预定型、缝合等诸多工序后，涂敷树脂被干NCF织物吸附，导致制件的泡沫界面仍然较差。
（2）由于树脂粘度低，容易产生第一种方法所述的问题，因此采用具有高粘度特性的胶粘剂胶膜（如SY-14）替代低粘度的树脂，将胶膜铺贴在泡沫表面然后与NCF织物组装，并预定型、注胶固化成型。
（3）针对NCF织物较为致密[5-7]，容易产生毛细现象，在泡沫与NCF织物之间铺放一层机织物（如缎纹织物CF3031）。
由于机织物为纤维上下交错织造而成，每根纤维间和织造交错点都会存在相对较大空间，不会在注射工艺过程中形成连续大范围的毛细现象，从而能保证树脂能顺利泡沫单元。
2 实验结果与分析
2.1 未处理界面性能
未经任何处理泡沫与复合材料粘接界面的扫描结果如图2所示。
扫描结果基本为红色，说明碳纤维复合材料蒙皮与泡沫芯材之间粘接质量很差。
光学显微照片也说明了这一点，见图3。
树脂基本没有浸入泡沫表面的加工开孔泡沫单元，从而使夹层复合材料的界面很差。
其主要原因在于，Cycom890树脂在高温下的粘度太低，而NCF织物比较致密，导致在工艺过程中由于毛细作用，树脂很容易向NCF织物扩散，而不会向尺寸的泡沫单元（直径约300～500 μm）扩散并停留在泡沫单元中。
2.2 界面粘接改善结果
同时采用以上三种界面粘接改善方法制备一块泡沫夹层复合材料如图4所示。
图5为经界面盖上处理后的反射法超声扫描结果。
对比可发现，三种改进方案均能改善夹层结构的界面。
同时，实验效果表明，铺放SY-14胶膜和CF3031试样的改善效果好于涂敷Cycom890树脂。
将上述试样解剖，采用晶相显微镜观察表明，三种试样的泡沫表面开口单元基本全部被树脂填充，说明复合材料的泡沫界面确实得到改善，如图6所示。
3 结语
采用三种不同方法对VARI成形泡沫夹层复合材料泡沫与复合材料粘接界面进行了改善，并得到以下结论：
三种方法对泡沫与复合材料粘接界面都起到很好的改善
效果；
相比在泡沫与复合材料界面事先铺覆一层胶膜对界面改善效果最为明显，且基本不影响结构性能；
在泡沫与复合材料之间加入一层空隙率更大的织物虽然对界面的改善效果好于在泡沫表面涂覆树脂，但对性能有一定影响。
参考文献
[1] Brouwer W D，van Herpt E C F C，Labordus M.Vacuum injection moulding for large structural applications[J].Composites：Part A，2003，34（6）：551-558.
[2] Brouwer WD，Herpt ECFC，Labordus M.Vacuum injection moulding for large structural applications[J].Compos A Appl Sci Manuf，2003，34（6）.
[3] 赵渠森，赵攀峰.真空辅助成型工艺（VARI）研究[J].纤维复合材料，2002（1）：42-46.
[4] 杨金水，肖加余，曾竟成，等.真空导入模塑工艺树脂流动行为研究进展[J].宇航材料工艺，2010（1）：5-8.
[5] 刘洪政，陈南梁.多轴向经编增强柔性复合材料的发展及应用[J].山东纺织科技，2007（1）：53-56.
[6] 魏光群，蒋高明，缪旭红.多轴向经编针织物的应用现状与发展展望[J].纺织导报，2008（3）：71-72.
[7] 马悦，李炜，梁子青.经编多轴向织物的压缩性能研究[J].材料工程，2007（11）：28-32.。