1、復(fù)合材料基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)本次教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)部分： 第一部分 復(fù)合材料的基本概念和 基礎(chǔ)知識(shí) 第二部分 復(fù)合材料制造與維修的 相關(guān)知識(shí) 第三部分 復(fù)合材料的維修復(fù)合材料基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)本次教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)部分： 第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)第一章 復(fù)合材料的定義一、復(fù)合材料的定義 定義：將兩種或兩種以上組織結(jié)構(gòu)不同的物 質(zhì)，自然地或人為地構(gòu)成性質(zhì)不同的 另一種多相材料稱之為復(fù)合材料。二、常見復(fù)合材料舉例 自然形成的復(fù)合材料：第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)第一章 復(fù)合第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 木材（各種樹干）、竹子、各種植物的 莖等 人為加工的復(fù)合材料： 泥巴墻：將泥土涂

2、在蘆葦編織的網(wǎng)格上 混凝土：石子、水泥、(鋼筋) 現(xiàn)代工業(yè)常用的先進(jìn)的復(fù)合材料： 玻璃鋼：玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂 芳綸纖維、硼纖維、碳纖維等增強(qiáng)樹脂第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)第二章 復(fù)合材料的分類與簡(jiǎn)介 復(fù)合材料主要由兩部分組成：增強(qiáng)體+基體； 其分類方法較多，其中最常用的是按基體和增強(qiáng)體類型分，如： 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料； 夾層增強(qiáng)復(fù)合材料； 纖維（連續(xù)纖維和短纖維）增強(qiáng)復(fù)合材 料； 第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)第二章 復(fù)第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 樹脂基復(fù)合材料， 金屬基復(fù)合材料， 陶瓷基復(fù)合材料， 還有比較特殊的先進(jìn)碳基

3、復(fù)合材料： 碳基復(fù)合材料，表示方法為：C/C；第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 一、顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料 將各種形狀的增強(qiáng)顆粒嵌鑲在基體中構(gòu)成 的多相材料。二、夾層復(fù)合材料 1. 夾層板復(fù)合材料，如三合板等。 2. 夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料 夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料由兩部分組成：面板+芯材 面板：樹脂基復(fù)合材料板、鋁合金板、 不銹鋼板、鈦合金板及高溫合金板等。 芯材：泡沫、波紋板、蜂窩芯等。 第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 一、顆粒增強(qiáng)復(fù)第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 蜂窩結(jié)構(gòu)的作用 蜂窩結(jié)構(gòu)其作用主要是減輕結(jié)構(gòu)重量，提高 結(jié)構(gòu)的抗彎剛度。 蜂窩夾芯的

4、材質(zhì)及類型 蜂窩夾芯是夾層復(fù)合材料中最常用的夾芯結(jié) 構(gòu)，形狀有六角形、菱形、矩形等。按制造 材料不同，有鋁蜂窩、芳綸紙蜂窩和玻璃布 蜂窩等。第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 蜂窩結(jié)第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)三、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料所用纖維有玻璃纖維、碳 纖維（石墨纖維）、芳綸纖維、硼纖維等。 1. 纖維增強(qiáng)原理 物質(zhì)強(qiáng)度理論認(rèn)為： 材料的強(qiáng)度取決于物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 的完整性（雜質(zhì)、位錯(cuò)、其它缺陷等）。 第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)三、纖維增強(qiáng)復(fù)合第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)2纖維的種類與性能簡(jiǎn)介 碳纖維 20世紀(jì)60年代,英國(guó)首先研制成功碳

5、纖維，繼而日本又以聚丙烯腈（PAN）為基礎(chǔ)研制出PAN基碳纖維。飛機(jī)結(jié)構(gòu)上主要采用聚丙烯腈基碳纖維，此類碳纖維從性能上可分為高強(qiáng)度型、超高強(qiáng)度型、高模量型等。下表給出了典型碳纖維的品種與性能。第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)2纖維的種類與性第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)表1-1幾種典型碳纖維性能數(shù)據(jù) 纖維類型纖維性能高強(qiáng)度型高彈性模量高彈性模量高應(yīng)變型密度（Kg/m3）17001800180019001900210017001800纖維直徑(m)78788958拉伸彈性模量(GPa)220250340380520550240270抗拉強(qiáng)度(Gpa)2.53.52.22.41.81

6、.94.04.7斷裂延伸率(%)1.21.40.60.70.30.41.71.8 電阻率(/m)151891067線脹系數(shù)(10-6/) 0.5 0.7 0.6 0.5第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)表1-1幾種典型第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 碳纖維的性能 目前飛機(jī)上使用的復(fù)合材料以碳纖維/環(huán)氧樹脂為代表，它具有比較高的比強(qiáng)度和比模量，可使飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量大幅度下降。芳綸纖維（Aramid） 該纖維是美國(guó)杜邦（DUPONT）化學(xué)公司1968年推出的一種高強(qiáng)度、高模量和低密度的有機(jī)纖維。主要品種有： KevLar 29、 KevLar 129、KevLar 49、 KevLar

7、149。（凱夫拉爾） 前兩種主要用作輪胎簾子線，后兩種可用在飛機(jī)上。第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 碳纖維的性能第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 芳綸纖維的應(yīng)用 由于芳綸纖維的一系列優(yōu)點(diǎn)，自70年代以來(lái)，很多機(jī)種的玻璃纖維復(fù)合材料已由芳綸纖維復(fù)合材料所取代，尤其是芳綸纖維與碳纖維混雜后，可以優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使芳綸纖維的抗壓強(qiáng)度提高一倍，碳纖維的沖擊韌性提高一倍。 第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 芳綸纖維的應(yīng)第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)玻璃纖維 玻璃纖維是應(yīng)用最早最廣的一種纖維，早在二十世紀(jì)30年代就在復(fù)合材料中獲得應(yīng)用。玻璃纖維通常有兩種形式，即長(zhǎng)纖維和短纖維。這兩種

8、形式的纖維都可以用同一種方法制作。簡(jiǎn)單地說(shuō)，其生產(chǎn)過程是將硅砂、石英、硼酸和其它成分（粘士、氟石等）干混后，經(jīng)高溫爐熔融，熔化后的液態(tài)玻璃通過漏絲板即形成玻璃纖維。第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)玻璃纖維第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 玻璃纖維的性質(zhì) 玻璃纖維彈性模量比較低，價(jià)格低廉。 玻璃纖維最常用的有 “E” 型和 “S” 型，前者主要用于“電子儀表板” ，后者主要用于高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)。S玻纖比E玻纖相比，其抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，彈性模量略高，密度降低， 更耐強(qiáng)酸，但成本較高。 其它如 “A”、“C”、“D” 型玻璃纖維，因其強(qiáng)度太低不適合飛機(jī)結(jié)構(gòu)使用。第一部分 復(fù)合材料的基本概念和

9、基礎(chǔ)知識(shí) 玻璃纖維的第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)四、樹脂基復(fù)合材料 在整個(gè)復(fù)合材料家族中，樹脂基復(fù)合材料是使用最廣、最多、最重要的一種，這其中又以纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料最為突出。 （纖維增強(qiáng)）樹脂基復(fù)合材料的組成 組成：樹脂+纖維 纖維在前面已經(jīng)作了介紹，這里主要介紹基 體材料樹脂。第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)四、樹脂基復(fù)合材第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 樹脂基體的作用 常有人錯(cuò)誤的認(rèn)為，復(fù)合材料的性能主要由增強(qiáng)體纖維決定，與基體無(wú)關(guān)。實(shí)際上基體材料也是不可忽視的重要因素。歸納起來(lái)樹脂基體具有如下重要作用：對(duì)增強(qiáng)體（纖維）的支撐作用（固定纖維的分布和方向）；對(duì)增

10、強(qiáng)體（纖維）的保護(hù)作用（防止環(huán)境的機(jī)械破壞和化學(xué)浸蝕，避免纖維自身摩擦）；影響斷裂韌性；橫向傳遞載荷的作用(已斷纖維承受的載荷其它纖維);第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 樹脂基體的第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 常用的樹脂基體大致分熱固性和熱塑性兩大類，航空上常用的有下列數(shù)種類型： 熱固性樹脂 熱塑性樹脂 環(huán)氧樹脂 聚乙烯 聚酯樹脂 聚苯乙烯 酚醛樹脂 聚丙烯 雙馬來(lái)酰 聚醚醚酮 亞胺樹脂 聚醚酰亞胺 聚酰亞胺樹脂 聚醚砜 聚苯硫醚 聚酰胺亞胺第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 常用的第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)五、金屬基復(fù)合材料一）金屬基復(fù)合材料的特點(diǎn) 1 .

11、與樹脂基相比能在較高 的溫度環(huán)境下工作 玻璃纖維 / 環(huán)氧樹脂（玻璃鋼）工作溫度 60 ； 先進(jìn)樹脂復(fù)合材料工作溫度150 左右； 耐高溫樹脂復(fù)合材料工作溫度300 左右； 鋁、鎂基復(fù)合材料工作溫度400500 ； 鈦基復(fù)合材料工作溫度700800 。 工作溫度在400 以上，一般須用金屬基復(fù)合材料。第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)五、金屬基復(fù)合材第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)2 . 良好的綜合性機(jī)械性能3. 理化性能好4. 在相同的栽荷條件下，裂紋擴(kuò)展速度遠(yuǎn) 低于相應(yīng)金屬。裂紋的逐步發(fā)展易發(fā)現(xiàn)， 不易發(fā)生突發(fā)性事故。5. 與樹脂基相比，其缺點(diǎn)主要是： 生產(chǎn)成型工藝?yán)щy； 易形成

12、脆性界面層；第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)2 . 良好的綜第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)六、陶瓷基復(fù)合材料 1.陶瓷基復(fù)合材料的優(yōu)缺點(diǎn) 主要優(yōu)點(diǎn)如下： 工作溫度高，適合高溫環(huán)境工作（碳纖維增 強(qiáng)的陶瓷基復(fù)合材料工作溫度可達(dá) 10001200）； 好的抗壓強(qiáng)度； 優(yōu)良的高溫抗氧化性能； 高溫下優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性。 第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)六、陶瓷基復(fù)合材第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)主要缺點(diǎn)如下： 抗拉強(qiáng)度較低； 較脆，常溫和高溫下沖擊韌性偏低； 不能進(jìn)行常規(guī)緊固連接； 機(jī)械加工困難。為此，工程人員往往借助大型爐子進(jìn)行整體成型，避免緊固連接，加工成近似的最終成

13、形件或最終形狀，避免或減少機(jī)械加工。第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)主要缺點(diǎn)如下：第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)七、碳/碳（C/C）基復(fù)合材料 所謂碳/碳復(fù)合材料，就是用碳纖維增強(qiáng)基體碳的復(fù)合材料。該材料是當(dāng)今能承受溫度最高的材料，同時(shí)具有很好的高溫強(qiáng) 度和尺寸穩(wěn)定性。在極高的溫度下，不僅能保持，甚至還能 提高結(jié)構(gòu)的性能。歸納起來(lái)碳/碳復(fù)合材料主要有下列特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)：第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)七、碳/碳（C/第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)極高的耐溫性（可達(dá)35005000oF）（19302760）。高溫下3500oF（1930 ）強(qiáng)度實(shí)際有增加，而一般金屬和其它

14、復(fù)合材料都將遭到破壞。強(qiáng)度和剛度高。形狀不隨溫度變化而變化，高溫下尺寸穩(wěn)定性好。抗燒蝕，燒蝕質(zhì)量好，燒蝕中能保持結(jié)構(gòu)特性。良好的機(jī)械特性和良好的耐熱沖擊性。碳纖維用目前的二維（平面）或三維（空間） 編織技術(shù)可得到優(yōu)異的增強(qiáng)材料。第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)極高的耐溫性（可第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)碳/碳復(fù)合材料制造工藝過程碳/碳復(fù)合材料制造工藝過程可歸納如下： 有機(jī)纖維編織預(yù)成形件 高溫碳化（石墨化） 固態(tài)熱解浸漬壓實(shí) 液態(tài)熱解浸漬 熱處理 氣態(tài)熱解機(jī)加工密封詳見下列工藝流程方框圖：第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)碳/碳復(fù)合材料第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)

15、A固化后的二維、三維增強(qiáng)預(yù)成形件 熱固樹脂 熱塑樹脂碳?xì)浠衔镎羝?固態(tài)熱解 液態(tài)熱解氣態(tài)熱解 浸漬 浸漬 機(jī)械加工 碳化 熱處理 熱處理 熱處理 碳/碳復(fù)合材料一到四次一到三次一到四次第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)A固化后的二維、三第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)第一部分教材內(nèi)容到此結(jié)束謝謝！第一部分 復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第一章 復(fù)合材料的組成一、復(fù)合材料的基礎(chǔ)成分與形式 復(fù)合材料的基礎(chǔ)成分主要有：樹脂、纖維、粘接劑（膠粘劑）、蜂窩芯等。 1、基體 定義：基體是將復(fù)合材料中的增強(qiáng)體（纖維）粘接并固定在一起的均勻材料（樹脂）。 兩大類

16、：熱塑性樹脂；熱固性樹脂。目前飛機(jī)上主要使用熱固性環(huán)氧樹脂體系。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)2、增強(qiáng)體材料（1）玻璃纖維增強(qiáng)材料 玻璃纖維增強(qiáng)材料有多種形式：長(zhǎng)絲、帶、織物和預(yù)制件等。玻璃纖維也有多種型號(hào)： E型有電磁場(chǎng)使用要求的玻璃纖維，主要用于雷達(dá)天線罩等。 C型有好的防腐性能，用于防腐部分。 S型強(qiáng)度性能好，用于有強(qiáng)度要求的結(jié)構(gòu)部件。 E型和S型強(qiáng)度相似，但成本低，故波音飛機(jī)大部分使用E型玻璃纖維。此外，還有M型、L型玻璃纖維等。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)2、增強(qiáng)體材料第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（2）KEVLAR纖維

17、芳綸纖維 KEVLAR纖維是芳綸纖維的注冊(cè)商標(biāo)。有很高的 拉伸強(qiáng)度和抗沖擊能力，但拉伸模量低。KEVLAR纖維重量輕、強(qiáng)度大、韌性好，但抗壓強(qiáng)度低，吸水性強(qiáng)，可吸收相當(dāng)自身重量的8%的水份。 KEVLAR纖維有兩種類型： KEVLAR49為高剛度的、高強(qiáng)度的。 KEVLAR29為低剛度的，很輕，密度略大于鋁的1/2。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（2）KEVLAR第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（3）碳/石墨纖維 第一部分已有較祥細(xì)的介紹，這里不再重復(fù)。請(qǐng)注意一點(diǎn)，碳纖維是歐洲人的叫法，石墨纖維是美國(guó)人的叫法。嚴(yán)格講兩者在密度上還是有些區(qū)別的。（4）陶瓷纖維 陶瓷纖維是白色的，主

18、要用于約22000F左右的高溫區(qū)如防火墻、發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件等。（5）硼纖維（略）第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)3、維修或制造復(fù)合材料的組份材料（1）絲束 長(zhǎng)絲也叫長(zhǎng)纖維，是一根根的很長(zhǎng)的纖維，也叫單纖維絲，通常還稱為縷。 由一定數(shù)量的單纖維絲結(jié)成束的稱之為束或股（紗）。束通常用于碳纖維，股（紗）通常用于玻璃纖維和芳綸纖維，股中包含的單纖維絲的數(shù)目要比束中包含的多。單向帶和織物一般是由纖維束或股制成。束中包含1000根單絲的用1K表示，2000根的用2K表示等。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)3、維修或制造復(fù)合第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知

19、識(shí)（2）單向帶（膠帶） 單向帶由束或股（紗）在樹脂基體中沿單一方向排列而成。（3）織物 織物是由纖維束（股）按一定的方式編織而成，纖維束有經(jīng)線方向和緯線方向（也叫填充方向）之分。經(jīng)線方向是沿織物的縱向，即織物卷軸的展開方向。與經(jīng)線相交（垂直）的方向叫緯線方向（也叫填充方向）第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（2）單向帶（膠帶第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)經(jīng)線方向和緯線方向的識(shí)別：織物卷軸的展開方向?yàn)榻?jīng)線方向；在織物中插入某種顏色的示蹤線定義為經(jīng)線，如插 入黃色的KEVLAR經(jīng)線；在織物預(yù)浸料的塑料底膜上用紅色示蹤線表示經(jīng)線 方向； 在塑料底膜上用菱形圖案確定經(jīng)向，菱形的銳角方 向表

20、示經(jīng)向。 經(jīng)向的判斷與識(shí)別在復(fù)合材料維修過程中非常重要。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)經(jīng)線方向和緯線方向第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)4）布邊 布邊也叫編織邊，其作用是防止織物邊緣絲束的松散。布邊的編織結(jié)構(gòu)與布內(nèi)不同，強(qiáng)度等性能也有區(qū)別，故在制造或修理前應(yīng)將布邊去除。（5）粘接劑（膠粘劑） 粘接劑有多種形式，如薄膜狀、糊狀、泡沫狀等。 第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)4）布邊第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)膠膜 膠膜是涂在一層支持薄膜（網(wǎng)狀滌綸、尼龍、玻璃纖維布）上的膠粘劑，屬“B階段”環(huán)氧樹脂膠。 主要優(yōu)點(diǎn)：使用方便，不需要混合的設(shè)備，性能穩(wěn)定， 厚度均勻。 主要

21、缺點(diǎn)：必須冷凍保存，加溫加壓固化，價(jià)格較貴。糊狀粘接劑 膠體和固化劑均為糊狀的粘接劑可室溫或加熱固化，保存期長(zhǎng)且不需冷藏。須注意的是，使用前倉(cāng)促配制，有導(dǎo)致人為錯(cuò)誤可能，如混合不均勻、重量不準(zhǔn)確等。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)膠膜第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)泡沫粘接劑 泡沫粘接劑是含泡沫劑的環(huán)氧樹脂體系。固化時(shí)泡沫劑會(huì)膨脹，主要用于蜂窩搭接區(qū)域的邊緣填充和粘接修理。泡沫劑的膨脹比在1.35.0之間。 泡沫粘接劑有糊狀和膜狀兩種，膜狀即我們常說(shuō)的發(fā)泡膠條。發(fā)泡膠條需冷藏保存，以防從B階段開始固化。 波音一般使用2500 F和3500 F固化的發(fā)泡膠。第二部分 復(fù)合材料制造與維

22、修的相關(guān)知識(shí)泡沫粘接劑第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)填充劑及類型 填充劑是在混合后的樹脂中加入的材料，用以改變樹脂膠的性能，如密度、強(qiáng)度、彈性、粘性、導(dǎo)電性等。這對(duì)于蜂窩修理和防止脫開很有作用。常用的填充劑有：短纖維：它是由玻璃纖維、KEVLAR或碳纖維切割 而成，用于外形修理、錯(cuò)位孔及沖擊孔的修理。碎纖維：碎纖維是更小的磨碎纖維，用于小的表面 缺陷、劃傷、V形小刻痕及孔的修理。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)填充劑及類型第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)微珠：它是由玻璃和酚醛樹脂做的微小的球體。加入樹脂中可降低樹脂的密度和彈性，可用于蜂窩芯邊緣的填充、緊固件的填充和孔的修理

23、。6）芯體材料 夾層結(jié)構(gòu)包括兩部分，即芯體和蒙皮。芯體支撐蒙皮防止翹曲并承擔(dān)平面剪切載荷，芯體必須具有高的抗剪強(qiáng)度和抗壓剛度。芯體有蜂窩和泡沫兩種，波音主要使用蜂窩芯體。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)微珠：它是由玻第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（7）預(yù)制件 定義：用預(yù)浸的或干燥的纖維或單向帶編織在一定形狀的陽(yáng)模上（如管狀陽(yáng)模）所得到的復(fù)合材料半成品。 工藝上一般采用長(zhǎng)絲纏繞的方法。 此工藝主要用于生產(chǎn)過程，與修理工作關(guān)系不大。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（7）預(yù)制件第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)二、復(fù)合材料制造或維修中的工藝輔助材料 復(fù)合材料制造或維修中用到的

24、輔助材料很多，但它們都不會(huì)成為被修理部件的一部分。 常用的工藝輔助材料有：有孔分離膜 真空袋無(wú)孔分離膜 真空袋封嚴(yán)膠帶吸膠布 記號(hào)筆和鉛筆均壓板 液態(tài)脫膜劑透氣布 脫膜織物第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)二、復(fù)合材料制造或第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二章 材料的管理通常情況，復(fù)合材料制造和修理過程中一些材料，如預(yù)浸織布、預(yù)浸帶、樹脂、膠粘劑等都應(yīng)在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)存貯，存貯和使用都應(yīng)有一定的時(shí)間限制。一、冷藏保管前面已提到，預(yù)浸織布、預(yù)浸帶、樹脂、膠粘劑等材料中的樹脂都處在“階段”，室溫保管會(huì)加速樹脂的固化進(jìn)程，發(fā)生膠連，失去使用的價(jià)值，必須存放在帶有溫控設(shè)備的冷藏箱中低溫保

25、存（如00 F 18）。材料在運(yùn)輸過程中的短期存放，一般采用干冰存放在隔熱容器中。波音規(guī)范（如）給出了每種材料的存貯溫度要求。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二章 材料第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)二、時(shí)間限制與壽命處在“B階段”的材料在存放和使用上都有一定的時(shí)間限制。請(qǐng)注意下面幾個(gè)概念：存放壽命一種材料在低溫下存放所允許的最長(zhǎng)時(shí)間。機(jī)械壽命在室溫下（離開冰箱）到材料開始 固化前這段最長(zhǎng)時(shí)間為機(jī)械壽命。處理壽命室溫下完成鋪層和加壓的推薦時(shí)間 為處理壽命。處理壽命短于機(jī)械壽命。外露時(shí)間指一卷給定的材料處于室溫條件下 所有的累積小時(shí)數(shù)。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)二、時(shí)間

26、限制與壽命第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)請(qǐng)注意下列幾點(diǎn)：（1）材料從冰箱取出時(shí)，應(yīng)及時(shí)封裝在氣密袋中；（2）材料在室溫下慢慢升溫，袋外會(huì)產(chǎn)生冷凝水，必須 等水氣消失后，方可打開包裝，切割材料；（3）在材料切割操作之后，立即記錄材料的外露時(shí)間， 并將材料裝進(jìn)密封的塑料袋中，送回冰箱存貯；（4）材料的外露時(shí)間記錄應(yīng)隨材料走；（5）如果冷凝水未干，就打開材料包裝，會(huì)使材料沾染 上水汽，造成材料固化后多孔疏松，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下 降。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)請(qǐng)注意下列幾點(diǎn)：第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第三章 設(shè)施和設(shè)備一、車間設(shè)備和工具（1）手持工具 在復(fù)合材料修理中，手持工具

27、是最普通最常見的。除手持工具外，還有臺(tái)式工具，如帶鋸、帶式砂磨機(jī)、臺(tái)鉆等。（2）氣動(dòng)工具 在碳纖維復(fù)合材料部件上不能使用電動(dòng)工具，因?yàn)樘际菍?dǎo)電的，加工時(shí)的粉塵易造成電動(dòng)工具的短路。車間內(nèi)如使用電動(dòng)工具都應(yīng)選用封閉型的。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第三章 設(shè)施和第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（3）吸塵設(shè)備 車間必須配備真空吸塵系統(tǒng)，用來(lái)吸集粉塵、纖維絲和修理中產(chǎn)生的其它廢料。粉塵和纖維絲雖然無(wú)毒但能刺激呼吸道。碳纖維廢料最好埋在地下。帶廢料收集的工作臺(tái)、抽風(fēng)打磨隔間是最好的吸塵設(shè)施。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（3）吸塵設(shè)備第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（4）

28、切割工具 復(fù)合材料切割的基本原則是：高速，低進(jìn)給。碳纖維復(fù)材切割刀具 碳纖維復(fù)材的修整和切割主要使用金剛砂刀具，而不用高速鋼刀具，因碳纖維復(fù)材的硬度很高，高速鋼刀具磨損很快。 打磨一般使用氧化鋁或碳化硅砂紙或砂布，碳化硅比氧化鋁耐磨，工作時(shí)間長(zhǎng)。 銑刀刀頭可由硬質(zhì)碳化物制做。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（4）切割工具 第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)玻璃纖維復(fù)材切割工具 玻璃纖維硬度也很高，高速鋼刀具不適合，與碳纖維使用刀具相同。Aramid纖維復(fù)材切割工具 Aramid纖維復(fù)材不象碳纖維和玻璃纖維那樣硬，可用高速鋼刀具。但要注意： Aramid纖維復(fù)材的切割邊會(huì)有松散的纖維露

29、出來(lái)，造成不良后果。為克服這一毛病： 第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)玻璃纖維復(fù)材切割第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí) 一 要將部件固定好，后用剪切的動(dòng)作做切割； 二 要在部件下面墊一塊支撐板（可用塑料 板），切 割時(shí)和支撐板一起切割; 三 刀具要鋒利。 Aramid纖維最隹的切割方式是：先將纖維繃緊，后剪切。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí) 一 第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（5）鉆 鉆孔的總原則是：高速度，低進(jìn)給。即轉(zhuǎn)速要 快，壓力要輕。碳纖維復(fù)合材料 碳纖維復(fù)合材料很硬，高速鋼鉆頭磨損快，最后導(dǎo)致孔的尺寸偏小，所以還是選用特殊的碳化物鉆頭。玻璃纖維纖維復(fù)合材料

30、與碳纖維復(fù)合材料鉆頭相同。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（5）鉆第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí) Aramid纖維復(fù)合材料 可用高速鋼鉆頭或特殊的 鐮式Klenk鉆頭。該鉆頭可先將纖維拉緊，后再剪切切割，鉆出的孔比標(biāo)準(zhǔn)鉆頭好得多。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí) Aramid纖第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（6）加熱設(shè)備設(shè)施 復(fù)合材料的修理一般都需要一個(gè)升溫的固化周期，這就需要一套加熱裝置和控溫系統(tǒng)。常用的加熱設(shè)備有熱壓罐、烘箱、電熱毯等，控溫系統(tǒng)有計(jì)算機(jī)程序控制器、計(jì)算機(jī)預(yù)先程序控制器及手工控制。 熱壓罐 （略） 烘箱第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（6）加

31、熱設(shè)備設(shè)施第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí) 電熱毯 電熱毯是一種很靈活的加熱器。它是由兩層硅膠夾一層金屬電阻加熱元件構(gòu)成。其輸出功率以每平方英寸上的瓦特?cái)?shù)計(jì)算。每平方英寸輸出5瓦功率的電熱毯對(duì)于修理復(fù)合材料就綽綽有余。 電熱毯控制器 （計(jì)算機(jī)程序控制器） 最常見的加熱控制方式是由計(jì)算機(jī)控制的電熱毯，其控制溫度范圍在100FC 以內(nèi)。 既熱補(bǔ)儀。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí) 電熱毯第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)加熱燈和熱空氣 加熱燈： 加熱燈只用于低溫固化修理，不適用于高 溫固化修理； 加熱燈到修理部位的距離決定修理部位的 溫度， 因此必須有一個(gè)可調(diào)節(jié)的支架來(lái) 調(diào)節(jié)燈到修

32、理部位的距離；第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)加熱燈和熱空氣第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)熱空氣系統(tǒng)：熱空氣系統(tǒng)可用于小型固化修理或修理區(qū)域干燥。系統(tǒng)中也應(yīng)有控制熱空氣和修理部位溫度的方法。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)熱空氣系統(tǒng)：第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二章 復(fù)合材料防腐設(shè)計(jì)1. 腐蝕類型（1） 樹脂基體的腐蝕 樹脂基體的腐蝕分物理腐蝕和化學(xué)腐蝕兩大類。 物理腐蝕指腐蝕介質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散或被吸收進(jìn)入樹脂內(nèi)部，導(dǎo)致聚合物的性能發(fā)生改變（如吸收水分的溶脹）。化學(xué)腐蝕是指腐蝕介質(zhì)與樹脂基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的變質(zhì)現(xiàn)象。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二章 復(fù)合第

33、二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（2）界面腐蝕 界面主要是指樹脂和纖維的界面、鋪層之間開膠分層的界面、膠粘接頭開膠的界面等。 界面腐蝕既有物理腐蝕也有化學(xué)腐蝕。如，水分引起的溶脹，水分在溫度作用下的熱脹冷縮；酸、堿等腐蝕介質(zhì)的化學(xué)浸蝕等。2. 防腐設(shè)計(jì) (略)第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（2）界面腐蝕第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)二、 復(fù)合材料與金屬間的電偶腐蝕1. 電偶腐蝕的定義 在腐蝕電池中，電位較低的金屬成為電池的陽(yáng)極而遭到腐蝕的現(xiàn)象叫電偶腐蝕。碳纖維中的碳在金屬電位分類表中，屬電位較正的材料，顯示貴金屬的特性。一般金屬與其接觸，金屬往往因電位偏低成為腐蝕電池的陽(yáng)極

34、而被腐蝕。飛機(jī)上的鋁合金常常因電偶腐蝕而遭到破壞。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)二、 復(fù)合材料與第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)2. 防止電偶腐蝕的措施（1）最大限度地防止或減少腐蝕介質(zhì)的聚集。因腐蝕介質(zhì)是引起電偶腐蝕的必要條件。（2）根據(jù)電偶腐蝕的原理，不同材料之間電位差是電偶腐蝕的根本原因，電位差越大電偶腐蝕越嚴(yán)重。同類材料之間一般不發(fā)生電偶腐蝕（即使發(fā)生也是很輕微的）。這樣，為防止碳纖維復(fù)合材料與金屬之間發(fā)生電偶腐蝕，我們應(yīng)盡量選用與碳在同一類的金屬，如不銹鋼、鈦及鈦合金等與其接觸。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)2. 防止電偶腐第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)

35、（3）如碳纖維復(fù)合材料必須與金屬鋁裝配在一起，則必 須采取隔離密封措施。 如在碳纖維復(fù)合材料表面共固化一層玻璃纖維鋪 層，起到絕緣作用。 （鋁的電位0.75；石墨為0.1其差為0.85 ）（4）為防止碳纖維層板與鋁蜂窩之間發(fā)生電偶腐蝕， 應(yīng)使用非金屬材料蜂窩，如玻璃纖維蜂窩等。 第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)（3）如碳纖維復(fù)合第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第三章 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度第一節(jié) 復(fù)合材料的疲勞特性一、疲勞性能優(yōu)于金屬 對(duì)于具有高強(qiáng)度、高模量、低密度的先進(jìn)復(fù)合材料，如芳綸、硼纖維、碳纖維復(fù)合材料，它們的纖維對(duì)疲勞不敏感，這就是先進(jìn)復(fù)合材料具有良好抗疲勞性能的原因。除

36、E玻璃/環(huán)氧比鋁的疲勞性能差外，其它復(fù)合材料的抗疲勞性能一般都比鋁合金好。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第三章 復(fù)合材料第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)二、疲勞損傷的特點(diǎn) 復(fù)合材料疲勞損傷的形式是多種多樣的，有脫膠、分層、基體龜裂和纖維斷裂等。復(fù)合材料可能是以一種損傷形式為主，也可能是幾種損傷形式聯(lián)全出現(xiàn)。三、疲勞損傷對(duì)強(qiáng)度的影響 樹脂基復(fù)合材料最初損傷是在基體上出現(xiàn)垂直于載 荷方向的裂紋，隨著循環(huán)加載次數(shù)的增加，基體中的裂 紋也增加。但這種初始損傷對(duì)復(fù)合材料的強(qiáng)度沒有明顯 影響，因?yàn)閺?fù)合材料是纖維承受主要載荷。直到纖維開 始斷裂，其強(qiáng)度才緩慢降低。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的

37、相關(guān)知識(shí)二、疲勞損傷的特點(diǎn)第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)四、疲勞損傷對(duì)剛度的影響 一般金屬材料在裂紋較短時(shí)，隨著裂紋擴(kuò)展剛度變化很小。但復(fù)合材料不同，在循環(huán)加載后不久，剛度就開始下降，這種下降一直持續(xù)到構(gòu)件破壞。所以有人認(rèn)為，復(fù)合材料應(yīng)以剛度損失作為疲勞損傷的主要指標(biāo)。五、復(fù)合材料層合板的拉拉疲勞壽命高于壓 壓和拉壓疲勞壽命。這是因?yàn)閴嚎s載荷會(huì) 造成層合板的分層和屈曲。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)四、疲勞損傷對(duì)剛度第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二節(jié) 影響復(fù)合材料疲勞強(qiáng)度的因素一、基體材料 不同基體材料抗疲勞性能不同。二、增強(qiáng)材料 1. 不同增強(qiáng)材料抗疲勞性能不同。

38、2. 適當(dāng)增加增強(qiáng)材料的含量，可提高其疲勞強(qiáng)度。 3. 疲勞強(qiáng)度與基體和增強(qiáng)纖維之間的結(jié)合力有關(guān)。結(jié)合力好，疲勞強(qiáng)度高。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二節(jié) 影響復(fù)合第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)三、鋪層 1. 鋪層方向（纖維方向） 鋪層方向?qū)?fù)合材料疲勞強(qiáng)度影響很大。 2. 鋪層順序 不同的鋪層順序?qū)?fù)合材料的疲勞強(qiáng)度也有影響。四、載荷類型 載荷類型不同，復(fù)合材料表現(xiàn)的疲勞性能也不同。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)三、鋪層第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)五、環(huán)境因素 1. 溫度和濕度是環(huán)境因素中對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能影響 最明顯的因素。但對(duì)于以纖維破壞為主要形式的層

39、 壓板來(lái)說(shuō)，溫度和濕度對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響便不明顯。 2. 干、濕度對(duì)不同鋪層層合板的疲勞強(qiáng)度影響不同。 3. 不同樹脂基體的復(fù)合材料，其疲勞強(qiáng)度受溫、濕度 的影響也不同。六、切口 大多數(shù)復(fù)合材料層合板疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：切口（包括圓孔）所引起的疲勞強(qiáng)度降低是不明顯的。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)五、環(huán)境因素第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第四章 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷 復(fù)合材料損傷的主要類型有：基體樹脂裂紋、界面分層、纖維斷裂、脫膠等。這些損傷很少單獨(dú)存在，一般都以某種組合的形式存在。無(wú)論哪種組合都會(huì)導(dǎo)致材料疲勞強(qiáng)度和剛度的下降。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第四章 復(fù)合材第二

40、部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)一、基體樹脂裂紋 復(fù)合材料層合板在拉伸和交變載荷作用下，我們首先能在偏軸層內(nèi)看到基體裂紋。最早出現(xiàn)裂紋的是900鋪層，而后才是其它鋪層。一般來(lái)說(shuō)，相對(duì)軸向載荷方向的角度越小，越不容易形成基體樹脂裂紋。在交變載荷作用下，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，偏軸層內(nèi)的裂紋數(shù)也在增加，但當(dāng)裂紋間的距離達(dá)到某一值時(shí)，裂紋數(shù)基本就不再增加了。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)一、基體樹脂裂紋第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)二、層間分層（1）層間分層的原因 在面內(nèi)軸向載荷作用下，沿著復(fù)合材料構(gòu)件邊緣會(huì)產(chǎn)生層間拉應(yīng)力或壓應(yīng)力（垂直層合板平面方向）。如果外載荷（靜載荷）引起的層間應(yīng)

41、力是拉應(yīng)力，且超過了材料的層間強(qiáng)度，這時(shí)層板自由邊緣處就會(huì)出現(xiàn)分層。（2）層合板的鋪層順序和載荷類型決定法向應(yīng)力是拉應(yīng)力還是壓應(yīng)力。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)二、層間分層第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)三、纖維斷裂與界面（纖維與樹脂）脫膠 纖維斷裂與界面脫膠主要取決于組分材料的性質(zhì)和纖維的缺陷。大多數(shù)以聚合物為基體的復(fù)合材料，如硼和碳纖維復(fù)合材料，由于纖維存在缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，基體破壞應(yīng)變量往往大于纖維的應(yīng)變量，在拉伸載荷作用下，常常出現(xiàn)纖維優(yōu)先斷裂，纖維斷裂形成的裂紋在隨后的加載過程中向基體中擴(kuò)展。擴(kuò)展的路徑取決于纖維和基體界面的性質(zhì)。 有三種情況：第二部分 復(fù)合材料制造與維

42、修的相關(guān)知識(shí)三、纖維斷裂與界面第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)1）纖維與樹脂粘接很牢固，裂紋擴(kuò)展進(jìn)入基體，形成光滑的裂紋表面。如右圖（a）所示。（2）纖維與樹脂粘接不很牢固，裂紋向基體與纖維的界面擴(kuò)展，導(dǎo)致界面脫膠，纖維撥出。如右圖（b）所示。（3）粘接的中間狀態(tài)， （a） （b） （c）呈纖維撥出的不規(guī)則破壞表面。縱向拉伸破壞模式如右圖（c）所示。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)1）纖維與樹脂粘接第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)四、剛度（彈性模量）和強(qiáng)度的變化 1. 復(fù)合材料基體裂紋的形成、擴(kuò)展和數(shù)目的增多，使復(fù)合材料剛度逐步下降。靜力拉伸 試驗(yàn)初期，隨著應(yīng)力增加，基體內(nèi)

43、裂紋密度迅速增加，剛度下降也很快。當(dāng)拉伸應(yīng)力水平較高時(shí)，兩者都趨于穩(wěn)定值。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)四、剛度（彈性模量第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)2. 強(qiáng)度的變化 試驗(yàn)表明，在疲勞試驗(yàn)初期，復(fù)合材料強(qiáng)度幾乎沒有多大變化，隨著交變載荷循環(huán)次數(shù)的增加，強(qiáng)度開始下降，在最后10%的疲勞壽命期內(nèi)強(qiáng)度急劇下降，直至材料破壞。 強(qiáng)度隨交變載荷循環(huán)次數(shù)的降低與層合板的種類、載荷的類型和大小有關(guān)。 通常，只有多向?qū)雍习逶谄茐那皬?qiáng)度逐漸降低，而00鋪層縱向?qū)雍习澹谄茐那皬?qiáng)度幾乎沒有變化。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)2. 強(qiáng)度的變化第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二節(jié) 撞

44、擊損傷一類：硬物體撞擊的損傷 硬物體是指：飛機(jī)起飛和著陸跑道上的石子，空 中飛行遇到的冰雹，制造、維修過程中跌落的工具等。 硬物體撞擊常常引起復(fù)合材料的局部損傷，造成復(fù)合材料強(qiáng)度下降，甚至短時(shí)間發(fā)生疲勞破壞。二類：軟物體撞擊的損傷 軟物體主要是指飛鳥。 這種撞擊可能直接造成結(jié)構(gòu)破壞，有時(shí)只引起局部損傷。這要看撞擊物的質(zhì)量、材料、撞擊速度和撞擊時(shí)的角度。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二節(jié) 撞擊損傷第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)撞擊損傷區(qū)：撞擊損傷區(qū)由兩部分組成：一是損傷源有不規(guī)則的外形，有少量不同方向呈放 射狀的裂紋。二是外延損傷主要包括從損傷源的邊緣產(chǎn)生的00與 900裂紋，

45、及在00和450界面上 形成的“樹葉狀”裂紋第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)撞擊損傷區(qū)：第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第三節(jié) 雷擊損傷一、雷擊分區(qū) 所有飛機(jī)都可能受到雷擊，飛機(jī)的不同部位受到雷擊的幾率也不一樣。因此，我們將飛機(jī)劃分成幾個(gè)雷區(qū)。區(qū)域1：主要雷擊區(qū)。包括機(jī)頭雷達(dá)罩、整流罩前緣、翼 尖、垂尾和平尾的表面。區(qū)域2：雷擊掠過區(qū)。機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、各種短艙和機(jī)翼 的其它部分。區(qū)域3：飛機(jī)的其它部分。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第三節(jié) 雷擊損第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)二、雷擊的損傷與防護(hù) 由于復(fù)合材料的不導(dǎo)電性（碳纖維復(fù)材除外），雷擊的后果將會(huì)導(dǎo)致電弧附著表

46、面的燒蝕和侵蝕。這與雷擊金屬的損傷完全不同。 選擇復(fù)合材料做飛機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)，必須全面考慮防雷擊措施。通常金屬結(jié)構(gòu)上采用的防雷擊措施，由于復(fù)合材料電阻大導(dǎo)熱差而不能使用。有效的防雷擊必須在金屬與復(fù)合材料之間有良好的電連接，為積累的摩擦靜電和雷擊電流提供良好的消散通路。 第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)二、雷擊的損傷與防第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí) 例如，在易遭遇雷擊的復(fù)合材料部件上火焰噴涂鋁或包鋁。如噴涂鋁還不足以提供必要的導(dǎo)電性能時(shí)，可在結(jié)構(gòu)表面安裝200A的鋁網(wǎng)，如方向舵、升降舵的表面常這樣處理。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí) 例如，在易第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)

47、知識(shí)第四節(jié) 夾芯結(jié)構(gòu)的損傷一、夾芯結(jié)構(gòu)的損傷類型 1. 面板起皺 當(dāng)夾芯結(jié)構(gòu)的一側(cè)面板或兩側(cè)面板承受壓縮載荷時(shí)，如果膠粘劑平面的法向拉伸強(qiáng)度不夠高，面板可能局部向外凸出；如果芯子壓縮強(qiáng)度不夠，面板可能向內(nèi)凹陷。面板起皺一般是由于夾芯結(jié)構(gòu)受到較大的彎曲載荷或壓縮載荷而形成的。2. 面板裂紋 3. 夾芯壓癟第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第四節(jié) 夾芯第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)4. 面板與夾芯脫膠 雖然夾芯結(jié)構(gòu)具有抗聲振疲勞的特性，但如長(zhǎng)期處在聲振環(huán)境中，面板與夾芯之間可能產(chǎn)生脫膠分層損傷。 膠粘劑的老化也會(huì)造成面板與夾芯之間脫膠破壞。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)4. 面

48、板與夾芯第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第七章 制造與維修中的加工先進(jìn)復(fù)合材料的加工工具和技術(shù)與金屬材料有很大的不同： 先進(jìn)復(fù)合材料對(duì)加工時(shí)的溫度有限制。雖然纖維可以承受高溫，但樹脂的溫度不能超過一定的范圍。否則材料將會(huì)遭到破壞。 由于復(fù)合材料的熱傳導(dǎo)性能不好，在加工區(qū)形成的摩擦熱，不能象金屬材料那樣迅速傳導(dǎo)到其它部位，這些熱量只能靠加工工具或切割冷卻液帶走。 注意：切割液選擇不當(dāng)或使用不當(dāng)都可能導(dǎo)致零件表面不能粘接。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第七章 制造與第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第一節(jié) 夾芯層合板的切割一、高壓水切割（略）二、帶鋸 帶鋸是一種切割工具。剪裁復(fù)合

49、材料鋸條的鋸齒應(yīng)是1422齒/in，切割時(shí)下面要墊一塊平整的木板，以防切割邊分層。進(jìn)料速度取決于工件的厚度。三、氣動(dòng)銑注意：在碳/石墨復(fù)合材料上應(yīng)使用氣動(dòng)銑，而不可使用電動(dòng)銑。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第一節(jié) 夾芯層合第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二節(jié) 邊緣去毛刺切割后的復(fù)合材料層壓板邊緣必須將毛刺去除，這是不可省去的一道工序。一、手工打磨 濕法打磨用240#碳化硅砂紙；干法打磨用150#氧化鋁砂紙。二、機(jī)械打磨 機(jī)械打磨使用90#彎頭、2英寸直徑和120#砂輪。注意：機(jī)械打磨時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向與盤的旋轉(zhuǎn)方 向一致。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二節(jié) 邊緣去毛第二部分

50、 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第三節(jié) 在復(fù)合材料上鉆孔 注意： 孔邊去毛刺 對(duì)于直徑小于3/8英寸的孔，可用打磨塊手工打磨去除毛刺。 在復(fù)合材料上鉆孔，一般要采取一定的措施來(lái)保證鉆出孔的質(zhì)量。如： 第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第三節(jié) 在復(fù)合材第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)用限深鉆控制鉆頭的轉(zhuǎn)速和進(jìn)刀速率，防止出 口分層控制埋頭孔的深度，防止鉆穿控制鉆頭駐留時(shí)間，防止磨粉的摩擦造成孔 尺寸超差（駐留時(shí)間：指孔鉆通 后鉆頭的留 孔時(shí)間）選用先進(jìn)材料鉆頭第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)用限深鉆第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)鉆孔工具：花頭鉆頭錐形鉆頭普通鉆限深器旋轉(zhuǎn)鏜（

51、孔）刀孔鋸埋頭孔鉆頭第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)鉆孔工具：第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第四節(jié) 拋光 （砂紙機(jī)） 在各種操作，如切割、邊角倒圓、表面磨削或噴漆等之后，進(jìn)行螺旋拋光打磨特別合適。旋轉(zhuǎn)打磨器應(yīng)在9000轉(zhuǎn)/分下工作，打磨頭一般用直徑6英寸。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第四節(jié) 拋光 （第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第五節(jié) 蜂窩的加工一、蜂窩的機(jī)械切割 可用鏟刀將芯材切割成所需厚度的尺寸和形狀，再進(jìn)入下一道生產(chǎn)或維修工序。二、存貯與清潔 蜂窩在存貯時(shí)要嚴(yán)加保護(hù)，防止砍、碰、撞、壓造成蜂窩芯的變形或尺寸的改變；防止被水浸泡，油脂及其它臟物污染。切割后的

52、蜂窩芯體必須進(jìn)行清潔處理。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第五節(jié) 蜂窩的加第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)被污染的芯材可在丙酮、MEK溶液中浸泡60秒，最多可增加三次浸泡。注意：修理過程中，打磨芯材的灰塵最好用吸塵器吸，不要用壓縮空氣吹。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)被污染的芯材可在丙第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第八章 安全一、安全通則 在復(fù)合材料維修中要用到很多不同材料，如清潔溶劑、粘接膠料、各種預(yù)浸（帶）織布，粘接、封嚴(yán)、浸漬所用的膠料系統(tǒng)等，這些材料都有一定的危害，而生產(chǎn)廠商對(duì)每一種材料都附有一份材料安全數(shù)據(jù)表MSDSMaterial Safety Data

53、 Sheet。表中列出了材料的物理數(shù)據(jù)、成分、防火性、防爆性、防飛濺和滲漏的信息。在復(fù)合材料生產(chǎn)和維修過程中不可缺少，否則不具備生產(chǎn)或維修的適航條件。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第八章 安全第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí) 發(fā)貨前，波音在所有有害材料的包裝中都放有MSDS；車間用的所有材料都應(yīng)保存MSDS的復(fù)印件；第一次使用某種材料前要閱讀MSDS；在你確認(rèn)對(duì)該材料不知如何防護(hù)時(shí)，也應(yīng)閱讀MSDS。 二、 皮膚防護(hù)環(huán)氧樹脂對(duì)人體皮膚有害，有些人對(duì)其易過敏，因 此，使用時(shí)應(yīng)用手套或手膏保護(hù)。使用膠粘劑時(shí)務(wù)必要用手套，因手膏對(duì)膠接效果會(huì) 產(chǎn)生相反的影響。第二部分 復(fù)合材料制造與維修

54、的相關(guān)知識(shí) 發(fā)貨前，第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行濕鋪層修理時(shí)，必須戴內(nèi)襯棉墊的氯丁橡膠手 套、防護(hù)服和護(hù)目鏡，以防溶劑及其蒸氣的有害影 響。防護(hù)服一般為紙質(zhì)的，屬消耗器材。保護(hù)皮膚的最好措施是戴內(nèi)襯布?jí)|的橡膠手套。這 種手套能吸汗，不用時(shí)應(yīng)將內(nèi)襯翻出曬干。手套被 污染或使用多次后應(yīng)更換，否則會(huì)產(chǎn)生真菌感染或 皮疹。工作服或?qū)嶒?yàn)服可防止衣服沾染和皮膚接觸， 實(shí)驗(yàn)服一般能保護(hù)膝蓋以上部位，工作服能防護(hù)全 身。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行濕鋪層修理第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)三、眼睛與面部防護(hù)（1）護(hù)目鏡/安全眼鏡 能保護(hù)臉前部及側(cè)面來(lái)的沖擊傷害、飛濺液體和灰塵

55、。護(hù)目鏡可單獨(dú)使用，也可與按規(guī)定要求的其它眼鏡一起使用。（2）面罩 用來(lái)保護(hù)操作人員的臉部，防止化學(xué)物質(zhì)飛濺或輻射熱（烘箱等）帶來(lái)的傷害。面罩可在分發(fā)大批量溶劑和混合大批量樹脂時(shí)使用，是護(hù)目鏡和防撞眼鏡的補(bǔ)充。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)三、眼睛與面部防護(hù)第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)四、呼吸器官防護(hù)（1）通風(fēng)設(shè)備 復(fù)合材料的生產(chǎn)或維修場(chǎng)地必須要有良好的通風(fēng)設(shè)備，否則會(huì)對(duì)工作人員健康帶來(lái)一定的危害。 鋪設(shè)或切割硫化復(fù)合材料時(shí)，必須要有良好的呼吸道保護(hù)措施。因高速切割產(chǎn)生的磨擦熱將會(huì)使復(fù)合材料分解，產(chǎn)生有毒氣體，危害人體健康。（2）面罩與安全眼鏡 打磨操作人員及周圍人員必須配戴

56、防塵面罩與安全眼鏡。并建議使用真空吸塵器。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)四、呼吸器官防護(hù)第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)五、工作環(huán)境 工作環(huán)境不僅影響產(chǎn)品的質(zhì)量，也關(guān)系到工作人員的安全與健康。 工作環(huán)境既要考慮生產(chǎn)條件，也要考慮安全措施，兩者不可偏頗。六、鋪設(shè)區(qū) 鋪設(shè)區(qū)應(yīng)避開灰塵、水汽、油霧、逸出的火焰及其它不利的東西，必須注意鋪設(shè)區(qū)的潔凈。 建議：鋪設(shè)區(qū)不要與切割、打磨、鉆孔等工序在同一房間進(jìn)行。第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)五、工作環(huán)境第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第二部分教材內(nèi)容到此結(jié)束謝謝！第二部分 復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第三部分 復(fù)合材料的維修第一

57、節(jié) 復(fù)合材料的損傷及分類 復(fù)合材料在使用過程中始終保持完好無(wú)損、性能不變是不可能的，很多人為因素和自然因素都會(huì)造成復(fù)合材料的各種損傷。常見的損傷形式有：（1）表面損傷：（2）沖擊損傷：（3）分層：（4）脫膠：（5）慢性長(zhǎng)期損傷：（6）滲水、吸潮損傷。（7）制造過程產(chǎn)生的損傷:第三部分 復(fù)合材料的維修第一節(jié) 復(fù)合材料的損傷及分類第三部分 復(fù)合材料的維修 根據(jù)損傷的程度和損傷部位的重要性，可將復(fù)合材料飛機(jī)結(jié)構(gòu)的損傷分為三大類： 許可（允許）的損傷 可修理的損傷 不可修理的損傷一、許可損傷 1. 許可損傷定義 指不影響飛機(jī)部件結(jié)構(gòu)的完整性和使用功能的損傷。 這類損傷在飛機(jī)設(shè)計(jì)壽命之內(nèi)不需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)修

58、理，但局部裝飾性修復(fù)還是需要的，如用填料填平劃痕，再補(bǔ)上涂層等。第三部分 復(fù)合材料的維修 根據(jù)損傷的程度和損傷部位第三部分 復(fù)合材料的維修2. 常見許可損傷的類型 擦傷： 刻痕： 有時(shí)間限制的許可損傷： 裂紋： 洞： 分層： 脫膠： 潮氣： 化學(xué)侵蝕：第三部分 復(fù)合材料的維修2. 常見許可損傷的類型第三部分 復(fù)合材料的維修二、可修理的損傷 定義：指對(duì)部件結(jié)構(gòu)的完整性和使用功能有輕微影響，并能降低設(shè)計(jì)壽命的損傷。 這類損傷必須立即進(jìn)行修理，如一時(shí)無(wú)法進(jìn)行永久性修理，可先進(jìn)行臨時(shí)性修理，然后在規(guī)定的時(shí)間限制內(nèi)轉(zhuǎn)為永久性修理。三、不可修理的損傷 定義：指對(duì)部件的結(jié)構(gòu)完整性和使用功能有較大影 響，修理

59、后無(wú)法滿足強(qiáng)度、剛度及功能要 求，或修理是不經(jīng)濟(jì)的。 對(duì)于不可修理的損傷，最終只能更換零部件。第三部分 復(fù)合材料的維修二、可修理的損傷第三部分 復(fù)合材料的維修第二節(jié) 復(fù)合材料損傷的檢測(cè)與評(píng)估 在確定損傷部件的修理方案之前，必須對(duì)損傷部件進(jìn)行徹底的檢查，對(duì)損傷范圍和損傷程度作出正確的評(píng)估。1. 損傷的檢測(cè) 復(fù)合材料飛機(jī)結(jié)構(gòu)損傷主要有以下幾種檢測(cè)方法：（1）目視法：可檢測(cè)損傷位置、損傷面積和損傷程度；（2）敲擊法（金屬鈴聲法）：可檢測(cè)分層、脫膠、基體 軟化和某些裂紋；第三部分 復(fù)合材料的維修第二節(jié) 復(fù)合材料損傷的檢測(cè)與評(píng)估第三部分 復(fù)合材料的維修（3）滲透檢測(cè)法 基本原理：將一種含有染料或熒光粉的

60、滲透劑涂 在零件的表面上，滲透劑可滲入表面有開口的損 傷或缺陷中，然后去掉表面多余的滲透劑，再在 表面涂（噴）上一薄層顯像劑，損傷或缺陷中的 滲透劑就又被吸附到零件表面上來(lái)，顯示出損傷 或缺陷的形狀來(lái)。 一般使用熒光滲透法。第三部分 復(fù)合材料的維修（3）滲透檢測(cè)法第三部分 復(fù)合材料的維修 （1）滲透 （2）清洗 （3）顯像 （4）觀察第三部分 復(fù)合材料的維修 （1）滲透 第三部分 復(fù)合材料的維修（4）射線檢測(cè)法 射線通常包括X射線、射線和中子射線。在無(wú)損檢測(cè)中一般都用X射線。X射線具有與光一樣的特性，如反射、衍射、干涉等性能。但它能穿透可見光不能穿透的物質(zhì)，不同的物質(zhì)對(duì)其吸收率也不同。X射線法