Способ определения степени полимеризации композиционных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) 1)5 С 01 Ч 29 И ния изделииа нышение точн степени полимериз тадии отверждения счет определени ции на конечной Контролируемое монания прознуч ми колебаниями скорости и коэФ а на конечной мость скорост итин иа ультратуры,177-183ССР1980 циента затухания. си ния от пр. (54) СПОСОБ.ОПРЕД , МЕРИЗАЦИИ КОМПОЗИ ,(57) Изобретение звуковому контрол быть использовано степени полимериз ных материалов в ЕНИЧ СТЕПЕНИ ПОЛИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ носится к ультрагнала, прошедкоторому судят и качестве и и измеряют спе изделии и може для определения ции композицион роцессе Формона ие, п разац го через степени полизделия. оэФФ ельности по значение нучивают янно мое изделиельтразнуконыектр сигнала которому су: контроли коротким ульсами,едшего и и змеряю сте из дят е, д олим д каче ризаци ен олиал и кого про состояни ни ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВИзобретение относится к ультразвуковому контролю изделий и может быть использовано для определения степени полимеризации композиционных материалов в процессе Формонания изделий преимущественно тонкостенных.Цель изобретения - повышение точности и информативности за счет определения степени полимеризации на конечной стадии отверждения.Сущность изобретения состоит в том, что контролируемое изделие от начала формованияпрозвучивают ультра. звуковымиколебаниями и определяют изменение скорости и коэффициента за тухания в, течение всего технологичесцесса, от нязкопластичногоя мат риала до его отверждеа конечной стадии, когда за 1640626 А ль изобретения - пои и инйорматинности з деяние от начала Форают ультразнуконыопределяют изменения тадии, когда заниси- и коэФФициента затужительности полимери зации имеют постоянное значение,контролируемое изделие прознучинакороткими ультразвуковыми импульс нисимости скорости и затухания от продолж меризации имеют пост Способ определения степени п меризации композиционных матери о заключается н следующем.Контролируемое изделие прозвучивают ультразвуковыми импульсами с частотой заполнения 2 МГц, так как при частотах, больших 2,5 МГц, наблю дается сильное поглощение ультразрука, особенно когда связующее находит ся .ввязкотекучем состоянии и сигналтрудно регистрируетоя,а для частот, меньших 1 МГц, толщина образца мала, что вносит большую погрешность при определении акустических параметров. Длительность ультразвукового импульса ,выбирается из условия не менее 10 и не более 15 колебаний в импульсе, в данном случае от 5 до 1 О мс.Периодически измеряют время однократного прохождения ультразвуково-.,4го импульса через изделие и амплитуду в течение всего времени формования, учитывая толщину изделия, определяют изменение скорости и коэффициента поглощения прошедшей акустической волны и строят температурные и временные зависимости полученных акустических параметров при различных технологических режимах, от высокоэластичного состояния до его отверждения. По достижении постоянного значения скорости и коэффициента поглощения ультразвука через изделие пропускают короткие импульсы, используя .те же пьеэоизлучатели и пьезоприемники, и регистрируют спектр прошедшего через изделие сигнала.Ультразвуковые импульсы при использовании частоты 2 МГц по длительности равняются 0,5 мс и могут быть получены методом компенсации свободных колебаний пьезовибратора.Например, образцы из препрегов налоснове ткани СВМ или углеленты, про 35 питанные эпоксидным связующим, укладывались в несколько слоев толшиной 5 мм для углепластика и 2 мм для органопластика и при определенном постоянном давлении Р=1 МПа производили на грев от 20 до 125 С, измеряя одновременно изменение акустических характеристик. Учитывая изменение толшины образца в процессе формования, определяли изменение скорости и коэф Ьициента поглощения прошедших через образец ультразвуковых колебаний. Частота ультразвуковых колебаний в .импульсе равнялась 2 МГц,По достижении заданной температуры формования50 снимали зависимость изменения акустических характеристик (скорость и коэффициент поглощения ) от времени.Через 3 ч от начала формования,. когда эти акустические характеристики в режиме отверждения приняли постоянное эначейие (например, для углепластика при скорости ультразвука, равной 2300 м/с, а для органопластика 1800 м/с), через образец стали посылать короткие ультразвуковые импульсы, равные по длитепьности 0,5 мс.При этом наблюдали за изменением спектральных составляющих прошедшего через материал акустического сигнала. Через 1,5 ч после этого зафиксировали постоянный во времени неизменяюшийся спектр полученного импульса, который указывал на то, что связующее в материале заполимеризовалось, Когда взяли пробу этих двух образцов и проэкстра- гировали, то оказалось, что степень отверждения достигла 98 Х для органо- пластика и 98,53 для углепластика.Таким образом измерение спектральных составляющих прошедшего через материал сигнала увеличивает информацию о процессах формования полимерных материалов и позволяет с большейточностью определять степень полимеризации композиционных материалов. Формула изобретенияСпособ определения степени полимериаации композиционных материалов, заключающийся в том, что от начала формования до отверждения в материал излучают и принимают прошедшие материал ультразвуковые колебания и измеряют затухание и скорость ультразвуковых колебаний, с учетом которых определяют степень полимеризации материала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, с целью повышения точности и информативности за счет определения степени полимеризации на конечной стадии отверждения, излучение осуществляют ультразвуковыми импульсами с часто той заполнения 1,0-2,5 МГц и длительностью 10-15 периодов колебаний, после достижения постоянных значений затухания и скорости узльтразвуковых колебаний излучают и принимают прошедшие материал дополнительные ультразвуковые импульсы без заполнения, длительность которых равна или меньше половины периода частоты заполнения основных ультразвуковых импульсов, и измеряют значения спектральных составляющих принятых ультразвуковых импульсов, которые учитывают при определении степени полимеризации материала.