通过使用基于碳纳米管的传感器进行真空辅助树脂输注的过程监测

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 复合材料制造业 复合材料制造业
• 传感器技术 传感器技术

背景情况:

• 真空辅助树脂注入 (VARI) 是一个关键的复合材料制造工艺.
• 实时监测树脂流量前线和流体压力对于过程优化和质量控制至关重要.
• 传统的监测方法可能会侵入性或缺乏精度.

研究的目的:

• 开发和评估一种新型的碳纳米管 (CNT) 涂层亚拉米纤维传感器,用于监测VARI过程.
• 为了研究传感器对树脂流量前线的反应和流体压力差异的反应.
• 了解影响传感器电阻的潜在机制.

主要方法:

• 制造 CNT 涂层的阿拉米德纤维传感器.
• 在VARI模具中集成传感器.
• 在树脂注入过程中现场监测电阻变化.
• 将传感器性能与buckypaper材料进行比较.
• 分析影响传感器电阻的因素,包括纤维膨胀和CNT网络紧缩.

主要成果:

• CNT涂层的阿拉米德纤维传感器成功检测到了树脂流量前部的进展.
• 在树脂浸后,传感器的电阻显著增加 (高达12倍).
• 传感器阻力变化 (ΔR/R0) 与流体压力相关,特别是在更厚的预成型的顶部表面.
• 确定了两种影响抗性的竞争因素:阿拉米德纤维膨胀和因树脂压力而导致的CNT网络紧缩.
• 顶部表面传感器显示出比底部传感器更大的阻力变化.

结论:

• CNT涂层的阿拉米德纤维传感器是有效的实时监测树脂流量和流体压力在VARI过程中.
• 传感器的电阻为树脂浸动态和压力分布提供了宝贵的见解.
• 了解光纤膨胀和CNT网络紧缩之间的相互作用是传感器解释和设计优化的关键.