Изобретение относится к технологии жидкостной обработки материалов и может быть использовано при производстве изделий из композиционных материалов.
Известен способ пропитки волокнистых и пористых материалов, например жгутов, лент, пористых изделий и т.д., путем погружения их в пропитывающую среду (полимерное связующее, жидкий металл и т.д.) на определенное время.
Недостатком такого способа поопит- ки является плохое проникновение про- питывакчцей среды на большую глубину и в мелкие поры и каналы между во- локиамм, поскольку скорость пропитки пропорциональна квадрату эффективного диомотра канала.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ пропитки материалов, включающий заполнение камеры пропитывающей средой до заданного уровня, погружение в нее пропитываемого материала с последующей герметизацией, вибрационное воздействие на пропитываемую среду.
Однако и этот способ не обеспечивает бездефектной пропитки мелких каналов и пор.
Цель изобретения - интенсификация процесса пропитки и повышения ее равномерности. i
На чертеже показана схема устройства для реализации Способа.
Последовательноет ь технологических операций способа заключается в следующем. Изпелие 1 загружают в ка- меру 2, которую предварительно заполняют пропитывающей средой 3 до определенного уровня, и герметично закрывают верхним фланцем t. Объем
f&xa Чз
ел о
CD
ЕЛКЫ
пустот изделл; опрсделя предвари- icj. bHO экспериментальным млн расчет- путем, Камеру 2 закрепляют на ниПростенде 5 и под перга ;;т ьибраци- синому воздействию и режиме нелинейного резонанса, наличие которого определяют с помощью датчика 6 динамического да пленил и регистрирующего уст ройства 1,
Заполнение каморы пропитывающей --рс-дой ведут до уровня, определяемого из соотношения:
0,1 b(V
где V
V
V
0,25,
(1)
&
vn объем полости газа над поверхностью пропитывающей среды после погружения в нее материала4, объем пустот материала; V - объем пропитывающей среды, Осуществление пропитки материалов при возбуждении в камере колебаний системы пропитывающая среда - газ п режиме нелинейного резонанса дпет возможность получить однородную пропитку мельчайших пор и каналов благодаря эффективной передаче энергии даижущи.мск молекулам пропитываю- цей среды в локальных объемах за ;чет использования нелинейных капил- члрных эффектов, а также усиления зяда нелинейных акустических эффек- оз (кавитацил, акустических течений и др.). При этом необходимым ус- ювием возбуждения устойчивого режи- ta нелинейного резонанса является вы- олнение соотношении (1). Верхний и ижний пределы этого соотношения свя- аны с динамической устойчивостью олебаний и режиме нелинейного резо- анса системы пропитывающая среда - зз. Вне пределов этого соотношения оддерживание режима нелинейного ре- энанса практически невозможно или зсьма затруднительно. Резонансная зстота возбуждения системы зависит
1705099л
от оядо факторов, т.е. размеров камеры, плотности пропитывающей среды и характеризуется максимальным гидродинамическим давлением р, камере. При этом время выхода системы пропитывающая среда - , аз на режим нелинейного резонанса зависит от вязкости пропитывающей среды и при высоких се знгчениях может быть сравнительно большим. Поэтому для сокращения времени выхода на режим необходимо уменьшить вязкость допустимыми методами, например путем нагрева пропитывающей среды или добавлением в нее растворителей.
Например, при пропитке углеродного жгута из нескольких сот волокон диз10
15
20
метром 5 мкм, намотанного на шпулю при толщине намотки около 30 мм HI высоте около 250 мм, связующим (термореактивной смолой) оно проникает равномерно в каналы между волокнами и даже в пустоты между отдельными 25 элементами (фибриллами) расщепленных волокон. Прочность образцов материала при этом возросла в среднем на 10-20, по сравнению с пропиткой путем погружения, что подтверждает эффективность данного способа.
30
35
40
45
Формула изобретения
Способ пропитки материалов, включающий заполнение камеры пропитывающей средой до заданного уровня с образованием газовой полости, погружение о нее пропитываемого материала с последующей герметизацией и вибрационное воздействие на пропитывающую среду, .отличающий- с я тем, что, с целью интенсификации процесса пропитки и повышения ее равномерности, вибрационное воздействие осуществляют в режиме нелинейного резонанса системы пропитывающая среда - газ.
метром 5 мкм, намотанного на шпулю при толщине намотки около 30 мм HI высоте около 250 мм, связующим (термореактивной смолой) оно проникает равномерно в каналы между волокнами и даже в пустоты между отдельными элементами (фибриллами) расщепленных волокон. Прочность образцов материала при этом возросла в среднем на 10-20, по сравнению с пропиткой путем погружения, что подтверждает эффективность данного способа.
Формула изобретения
Способ пропитки материалов, включающий заполнение камеры пропитывающей средой до заданного уровня с образованием газовой полости, погружение о нее пропитываемого материала с последующей герметизацией и вибрационное воздействие на пропитывающую среду, .отличающий- с я тем, что, с целью интенсификации процесса пропитки и повышения ее равномерности, вибрационное воздействие осуществляют в режиме нелинейного резонанса системы пропитывающая среда - газ.
Изобретение относится к технологии к идкост ной обработки материала и может быть использовано при производстве волокнистых композиционных материалов и изделий на их основе и др. целей. Цель изобретения - интенсификация процесса пропитки и повышение ее равномерности, Пля этого осуществляют заполнение камеры пропитывающей средой до заданного уровня, погружение в нее материала с последующей герметизацией и вибрационное воздействие на пропитывающую среду в режиме нелинейного резонанса системы пропитывающая среда - газ. 1 ил.
