Przegląd wymaganych badań fizycznych do kwalifikacji materiałów kompozytowych

• Autorzy: Sałacińska A.

Identyfikatory

DOI

10.5604/05096669.1205294

Warianty tytułu

EN

Review of physical tests for composite materials characterisation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W opracowaniu przedstawiono przegląd metod fizycznych pomocnych w ocenie właściwości materiałów kompozytowych o osnowach z żywic termoutwardzalnych. Przedstawiono różne metody badawcze podstawowych parametrów kompozytu, tj. udział osnowy, wzmocnienia i pustek w materiale kompozytowym oraz gęstość kompozytu. Metody te oraz ich dobór przedstawiono w zależności od rodzaju wzmocnienia kompozytu. Dodatkowo opisano procedury badawcze pozwalające na ocenę właściwości fizycznych preimpregnatów stanowiących półprodukt w procesie wytwarzania kompozytów, takie jak: czas żelowania żywicy, ubytek żywicy podczas procesu utwardzania i zawartość składników lotnych w materiale preimpregantu. które są pomocne w ocenie przebiegu procesu utwardzania podczas wytwarzania kompozytu. Właściwości preimpregnatu epoksydowo-węglowego MTM46 były badane według norm ASTM. Preimpregnat ten badano w temperaturach 120 i 175°C i oceniono czas żelowania żywicy, ubytek żywicy podczas utwardzania i zawartość składników lotnych. Następnie metodą bezautoklawową wykonano z preimpregnatu MTM46 kompozyt. Próbki kompozytu zbadano pod kątem zawartości składników w materiale: osnowy, wzmocnienia, pustek. Otrzymano kompozyt charakteryzujący się gęstością 1.55 g/cm³, o zawartości składników stałych wynoszącej 68% mas. włókien i 32% żywicy oraz zawartości pustek 0.26 %.

EN

The study presents an overview of physical methods applied for evaluating the properties of composite materials based on thermosetting resins. A research of the fundamental performance of the composite such as: participation of matrix, reinforcement, voids in the composite material and density of the composite were described. Those methods and their selection were defined according to the type of the composite reinforcement. Additionally, test procedures for assessing the physical properties of the preimpregnats which are semi-finished products in the manufacture process of composite materials, were presented. Properties of preimpregnats which are helpful in the control of curing process during composites manufacture such as: gel tune of the resin, resin flow during the curing process and volatile contents in material were determined. Properties of the MTM46 preimpregnat were investigated according to ASTM standards. The preimpregnat was tasted in 120 and 175°C and gel time of the resin in preimpregnat. the resin flow during curing process and volatiles content were evaluated. Then, from the MTM46 material the composite was prepared by out of autoclave method. Samples of the composite were tested in order to determine matrix, reinforcement and the voids content. The composite obtained was characterized by a density of 1.55 g / cm³, a solids content of 68% by mass for fibers and 32% for resin and the content of voids was 0.26%.

Słowa kluczowe

PL

właściwości fizyczne; kompozyty polimerowe; preimpregnaty weglowo-epoksydowe

EN

physical properties; polymer compsites; epoxy-carbon preimpregnats

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 2 (243)
• Strony: 161--169
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., wzory

Twórcy

autor

Sałacińska A.

• Centrum Technologii Kompozytowych, Instytut Lotnictwa, Al. krakowska 110/114, 02-256 Warszawa

Bibliografia

• [1] Brown, R., 1999, Handbook of Polymer Testing: Physical Methods., Marcel Dekker, Nowy Jork.
• [2] Tsai, S. W., 1979, Composite matehals: testing and design, American Society for Testing and Materials.
• [3] Military Handbook - MIL-HDBK-17-1F: Composite Materials Handbook, Volume 1 - Polymer Matrix Composites Guidelines for Characterization of Structural Materials, U.S. Department of Defense.
• [4] American Society for Testing and Materials, 2014, "Standard Test Method for Constituent Content of Composite Preimpregnat by Soxhlet Extraction" ASTM C 613-14.
• [5] American Society for Testing and Materials, 2013, "Standard Test Method for Matrix Solids Content and Matrix Content of Composite Preimpregnat", ASTM D3529M - 10.
• [6] American Society for Testing and Materials, 2009, "Standard Test Methods for Mass Per Unit Area (Weight) of Fabric" ASTM D3776 / D3776M - 09a(2013).
• [7] American Society for Testing and Materials, 1997, "Standard Test Method for Volatiles Content of Composite Material Preimpregnat", ASTM D3530 - 97(2008)e2.
• [8] American Society for Testing and Materials, 2011, "Standard Test Method for Resin Flow of Carbon Fiber-Epoxy Preimpregnat", ASTM D3531 /D3531M- 11.
• [9] American Society for Testing and Materials, 2012, "Standard Test Method for Gel Time of Carbon Fiber-Epoxy Preimpregnat" ASTM D3532 / D3532M - 12.
• [10] American Society for Testing and Materials, 2013, "Standard Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement", ASTM D 792-13.
• [11] American Society for Testing and Materials, 2010, "Standard Test Method for Density of Plastics by the Density-Gradient Technique", ASTM D1505 - 10.
• [12] American Society for Testing and Materials, 2014, "Standard Test Method for Density of Solid Pitch (Helium Pycnometer Method", ASTM D4892 - 14.
• [13] American Society for Testing and Materials, 2015, "Standard Test Methods for Constituent Content of Composite Materials", ASTM D3171 - 15.
• [14] American Society for Testing and Materials, 2011, "Standard Test Method for Ignition Loss of Cured Reinforced Resins", ASTM D2584 - 11.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę