聚酰亞胺樹脂基複合材料因其(qí)力學性能、耐高溫、耐輻射等性(xìng)能優異(yì)而廣泛應用於航空、航天等領(lǐng)域。國內外研製的耐溫等級為(wéi)310~371 ℃的係列聚酰亞胺複合材料已成功(gōng)應用於發動機外涵道、高速武器的耐(nài)高溫部段等。但(dàn)是隨著(zhe)先進武器係統的不斷發展(zhǎn),飛行速度更高,需要更(gèng)高的有效載荷(hé)/結構質量比,這些(xiē)性(xìng)能的實現很(hěn)大程度上依賴於新型耐高溫先進樹脂基(jī)複合材料的應用,310~371℃的耐溫等級已無法滿足需求,因此研(yán)製出了耐420℃的KH420聚酰亞(yà)胺樹(shù)脂及其複合材料。
通過對耐420℃聚酰亞(yà)胺樹脂的化學反應特性、流變性能(néng)分析以及加壓時(shí)機和壓力大小等成型工藝參數對複合材料性能的影響,確定了最優的複合材料成型工藝。同時采用超聲水穿透(tòu)法對製得的複合材料進行超(chāo)聲(shēng)檢測,並結(jié)合金相(xiàng)顯微(wēi)鏡(jìng)分析討論了衰減比例與孔隙率之間的關係,確定了超(chāo)聲檢測參數(shù)。結果表明:分段(duàn)階(jiē)梯加(jiā)壓,可有效控製複合材料的樹脂含量和孔隙率,選用5 MHz探頭、15 dB增益的(de)超聲水穿透檢測參數可有效評判2-3 mm厚複合(hé)材料的成型質量。研製的聚酰亞胺(àn)複合材料在4200C的彎曲強度(dù)保持率為65%,彎曲模量保持率為89%,表現出良好的高溫性能。
聚酰亞胺樹脂的(de)亞胺化反應在2200C之前基本完成,在80—145℃反應最為劇烈,放出了大(dà)量的小分子(水分和醇),質量失重較大,可達16.24%。樹脂的熔體黏度在260~310℃隨溫度的提高不(bú)斷下降,在305℃左右熔體黏度**,約為242Pa-S,表現(xiàn)出良好(hǎo)的成型工(gōng)藝性(xìng)能。
選用90℃加壓0.05 MPa,120℃加壓0-3 MPa的分步(bù)亞胺化、階段跨段梯度加壓的成型(xíng)工藝可有效控製複合材料的纖維體(tǐ)積分數和孑L隙率,製得(dé)的複合(hé)材料(liào)孔隙率≤l%,其420℃的彎曲強(qiáng)度保持率為65%,彎曲模量保持率高達(dá)89%,表現出優異的耐高溫性能。
超聲水穿透c掃描檢測參數的設定對測試(shì)結果的可靠性具有較大(dà)的(de)影響,對於2 mm厚複合材料試板(bǎn)選用5 MHz+15 dB的檢測(cè)參數(shù)可(kě)以有效(xiào)評判複合材料的內部質(zhì)量。此外,由(yóu)於厚度的變化對穿透波的能量有一定的影響,因此厚度發生變化時,在此厚度的基(jī)準檢測參數基礎(chǔ)上適當調整(zhěng)增益值。