專利名稱：纖維復(fù)合材料的真空浸漬裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置及方法，尤其涉及一種基于冷凍-熔融原理的纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置及方法，屬于浸潰設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有高比剛度、比強(qiáng)度的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于軍事、能源及交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。真空浸潰是纖維復(fù)合材料制備流程中的重要環(huán)節(jié)。真空浸潰是在真空條件下，通過負(fù)壓作用等將浸潰液浸潰到其他固體物質(zhì)中，以達(dá)到改善固體物質(zhì)的材料性能或滿足某種特定要求的工藝技術(shù)。
目前，針對(duì)復(fù)合材料的浸潰法如中國專利CN102292201A《RTM成型方法、及纖維增強(qiáng)樹脂成型體的制造方法》中公開了樹脂基復(fù)合材料真空浸潰成型的方法；中國專利CN200810038149.3《在真空浸潰壓力下纖維增強(qiáng)塑料制品的一次成型方法及其塑料制品》中公開了纖維增強(qiáng)材料制品的真空浸潰一次成型方法；中國專利CN 101186110A《風(fēng)機(jī)葉片的真空浸潰工藝》中公開了一種風(fēng)機(jī)葉片的真空浸潰工藝；中國專利CN 1568246A《真空浸潰用的設(shè)備和方法》中公開了一種對(duì)小件材料進(jìn)行真空浸潰的方法；中國專利CN102505391 A《一種纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置及方法》中公開了一種經(jīng)緯交疊無織造復(fù)合材料的浸潰裝置設(shè)備。
上述纖維復(fù)合材料真空浸潰裝置中，基本原理可分為兩類。一類方法通過真空裝置將盛有纖維預(yù)制體的容器抽真空，然后利用負(fù)壓將浸潰液從另外一個(gè)容器抽入浸潰腔。如:《RTM成型方法、及纖維增強(qiáng)樹脂成型體的制造方法》、《在真空浸潰壓力下纖維增強(qiáng)塑料制品的一次成型方法及其塑料制品》、《風(fēng)機(jī)葉片的真空浸潰工藝》和《真空浸潰用的設(shè)備和方法》。這類方法容易發(fā)生管道堵塞，浸潰過程需要大量的浸潰液，不適用于昂貴的浸潰液(如:聚碳硅烷)。此外，如果浸潰液的抽吸流速控制不當(dāng)，在強(qiáng)大的負(fù)壓下容易吸入空氣，降低了真空浸潰的效果。另一類方法通過機(jī)械裝置控制纖維的升降來達(dá)到“先抽真空，后浸潰的目的”。這類方法需要復(fù)雜的機(jī)械裝置，對(duì)傳動(dòng)裝置的密封性能要求較高，否則不容易達(dá)到真空浸潰 的目的，導(dǎo)致纖維預(yù)制體內(nèi)部還殘留空氣，浸潰后易產(chǎn)生氣泡。
因此，確有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置及方法，其無需通過負(fù)壓抽吸浸潰液，操作簡單、易實(shí)現(xiàn)，無需大量浸潰液，且可以確保浸潰過程真空度。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置，其包括:真空加熱箱； 浸潰容器； 浸潰液容器架； 浸潰液容器，所述浸潰液容器與浸潰液容器架安裝于一起，所述浸潰容器、浸潰液容器架及浸潰液容器均放置于所述真空加熱箱中，所述纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置還包括有裝置于所述浸潰容器內(nèi)的纖維預(yù)制體。
所述浸潰液容器架由四個(gè)柱子支撐，上部為一平板，平板中部設(shè)置有孔，所述孔徑大于浸潰液容器開口直徑。
所述浸潰液容器為錐形，所述浸潰液容器的開口通過所述浸潰液容器架的平板，且卡在平板上。
所述浸潰容器為金屬方形容器。
本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案:一種纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置的使用方法，其包括有如下步驟: 將纖維預(yù)制體平整的鋪放于浸潰容器內(nèi)； 將浸潰液置于浸潰液容器內(nèi)，然后進(jìn)行冷凍處理，浸潰液形成固體； 將浸潰液容器開孔向下放置于浸潰液容器架上，開口通過浸潰液容器架平板中心的孔，依靠浸潰液容器下部卡在平板上； 將浸潰容器放入真空加熱箱，然后將帶有浸潰液容器的浸潰液容器架放置于浸潰容器上方； 將真空加熱箱抽真空，并保持真空狀態(tài)一段時(shí)間，然后加熱直至冷凍浸潰液融化，融化后的浸潰液流到預(yù)制體上方表面并覆蓋，實(shí)現(xiàn)真空浸潰。
本發(fā)明具有如下有益效果: (1).設(shè)備簡單，容易實(shí)現(xiàn)； (2).不存在抽吸浸潰液的管道，無需清洗； (3).整個(gè)浸潰過程在一個(gè)密閉的真空加熱箱內(nèi)進(jìn)行，不存在抽吸浸潰液的過程，易保證真空度。


圖1為本發(fā)明纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
其中: 1-真空加熱箱、2-抽氣口、3-纖維預(yù)制體、4-浸潰液容器架、5-浸潰液容器、6-浸潰液、7-浸潰容器、8-進(jìn)氣口。
具體實(shí)施方式

請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置包括:真空加熱箱1、浸潰容器7、浸潰液容器架4和浸潰液容器5。其中浸潰液容器架4由四個(gè)柱子支撐，上部為一平板，平板中部有孔，孔徑稍大于浸潰液容器5開口直徑。浸潰液容器5為錐形，開口可通過浸潰液容器架4的平板，依靠錐形瓶下部卡在平板上。浸潰容器7為金屬方形容器，內(nèi)裝有纖維復(fù)合材料(即纖維預(yù)制體3)。整個(gè)裝置放在真空加熱箱I內(nèi)，真空加熱箱I還包括有抽氣口 2和進(jìn)氣口 8。
使用時(shí)，將纖維復(fù)合材料(即纖維預(yù)制體3)平整的鋪放于浸潰容器7內(nèi)；將浸潰液6置于浸潰液容器5內(nèi)，然后進(jìn)行冷凍處理,浸潰液6形成固體；將浸潰液容器5開孔向下放置于浸潰液容器架4上，浸潰液容器5開口通過浸潰液容器架4平板中心的孔，浸潰液容器5依靠浸潰液容器5下部卡在平板上。由于浸潰液6冷凍成固體，不會(huì)流出。將浸潰容器7放入真空加熱箱I內(nèi)，然后將帶有浸潰液容器5的浸潰液容器架4放置于浸潰容器7上方，形成如圖1所示的樣子；關(guān)閉進(jìn)氣口 8，采用真空泵從抽氣口 2抽氣，直至將真空加熱箱I內(nèi)氣壓抽至2Pa，并保持這一氣壓狀態(tài)一段時(shí)間。然后關(guān)閉抽氣口 2，加熱真空加熱箱I直至冷凍浸潰液6融化，融化后的浸潰液流到纖維預(yù)制體3上方表面并覆蓋和充滿浸潰容器7。待纖維預(yù)制體3充分浸潰后，解除真空加熱箱內(nèi)的壓力，打開真空加熱箱，即可取出纖維預(yù)制體3。本發(fā)明纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置，其無需通過負(fù)壓抽吸浸潰液，操作簡單、易實(shí)現(xiàn)，無需大量浸潰液，且可以確保浸潰過程真空度。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍 。
權(quán)利要求
1.一種纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置，其包括: 真空加熱箱； 浸潰容器； 浸潰液容器架； 浸潰液容器，所述浸潰液容器與浸潰液容器架安裝于一起，所述浸潰容器、浸潰液容器架及浸潰液容器均放置于所述真空加熱箱中，其特征在于:所述纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置還包括有裝置于所述浸潰容器內(nèi)的纖維預(yù)制體。
2.如權(quán)利要求1所述的纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置，其特征在于:所述浸潰液容器架由四個(gè)柱子支撐，上部為一平板，平板中部設(shè)置有孔，所述孔徑大于浸潰液容器開口直徑。
3.如權(quán)利要求2所述的纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置，其特征在于:所述浸潰液容器為錐形，所述浸潰液容器的開口通過所述浸潰液容器架的平板，且卡在平板上。
4.如權(quán)利要求3所述的纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置，其特征在于:所述浸潰容器為金屬方形容器。
5.一種如權(quán)利要求4所述的纖維復(fù)合材料的真空浸潰裝置的使用方法，其特征在于: 將纖維預(yù)制體平整的鋪放于浸潰容器內(nèi)； 將浸潰液置于浸潰液容器內(nèi)，然后進(jìn)行冷凍處理，浸潰液形成固體； 將浸潰液容器開孔向下放置于浸潰液容器架上，開口通過浸潰液容器架平板中心的孔，依靠浸潰液容器下部卡在平板上； 將浸潰容器放入真空加熱箱，然后將帶有浸潰液容器的浸潰液容器架放置于浸潰容器上方； 將真空加熱箱抽真空，并保持真空狀態(tài)一段時(shí)間，然后加熱直至冷凍浸潰液融化，融化后的浸潰液流到預(yù)制 體上方表面并覆蓋，實(shí)現(xiàn)真空浸潰。
全文摘要
一種纖維復(fù)合材料的真空浸漬裝置，其包括真空加熱箱、浸漬容器、浸漬液容器架及浸漬液容器，所述浸漬液容器與浸漬液容器架安裝于一起，所述浸漬容器、浸漬液容器架及浸漬液容器均放置于所述真空加熱箱中，所述纖維復(fù)合材料的真空浸漬裝置還包括有裝置于所述浸漬容器內(nèi)的纖維預(yù)制體，本發(fā)明纖維復(fù)合材料的真空浸漬裝置，其無需通過負(fù)壓抽吸浸漬液，操作簡單、易實(shí)現(xiàn)，無需大量浸漬液，且可以確保浸漬過程真空度。
文檔編號(hào)B29B15/14GK103231465SQ201310136670
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者高希光, 宋迎東, 李龍 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)