连续自修复材料系统充注过程研究.pdfVIP

第 38卷第2期 现 代 冶 金 Vo1．38 No．2 2010年 4月 M odernM etallurgy Apr．2010 连续 自修复材料系统充注过程研究 张后雷 ，张 旭。，李 杰。，王衍哲 ，花剑章 ，朱曙光 (南京理工大学动力工程学院 ，江苏 南京 210094；江苏大垣集 团有限公司 ，江苏 南京 2ll112； 3．景德镇 陶瓷学 院热工系，江西 景德镇 333001) 摘要：进行 了连续 自修复材料系统裂隙生成与修复剂充注原理试验 。分析 了双尺度和单尺度结构对角流树一 网复 合修 复剂流道 的流阻特性 。 关键词 ：自修复材料 ；裂隙；充注；流道 中图分类号 ：TB324；O368 材料中出现裂隙时液芯纤维破裂，适时释放修复剂 引 言 到裂隙处固化，使基体愈合 。 1．3 连续 自修复 材料在使用过程中，其表面和内部会 出现裂隙， 降低材料性能、缩短其使用寿命 。为了防止裂隙扩大 胶囊或空心纤维 内置修复剂的质量有限，只能 造成材料完全失效 ，可及时对裂隙进行修复 ，以延长 做一次性修复。为克服此缺点 ，Bejan等提出了连续 材料使用期 。但是对许多材料应用来说 ，人工修复费 自修复的理论设想_3]：使修复剂流体在材料内部 的 用太高，自修复技术提供 了一种被动式裂 隙修复方 流道 中流动 ，当材料 内部产生裂隙时，流道壁面破 案 ，即材料出现损伤后可 自行修复，无须外界干预或 裂 ，修复剂注入裂 隙实现修复。此后Bejan及其合作 只需极少的外界干预。 者又进一步分析了牛顿流体在均匀和非均匀网状修 复剂流道 内的流阻特性 ]。 1 自修复方法 2 基体材料裂隙生成与流体充注 目前在试验的自修复方法有多种 ，如微胶囊法 ， 原理试验 液芯纤维法等 。 1．1 微胶囊法 2．1 基体材料制备 White等尝试了微胶囊法L】]：将环戊二烯二 聚 为了模拟裂隙生成和修复剂充注过程 ，所选基 体修复剂包裹在脲醛树脂制成 的微胶囊里，与催化 体材料为固体环氧树脂材料，由E一44环氧树脂溶液 剂一起分散在环氧树脂基体材料中。当材料产生裂 与固化剂通过 固化反应制成。为控制环氧树脂的韧 隙时 ，微胶囊壁面破裂，环戊二烯二聚体修复剂在毛 性，掺加了一定 比例的增韧剂。通过试验确定所用增 细虹吸作用下迅速渗入裂隙，接触到催化剂后发生 韧剂的质量为环氧树脂质量的25 左右，在这种配 反应 ，迅速生成高度交联的聚合物网络，从而达到修 比条件下制作的试件能够较好地模拟 自修复过程的 复的 目的。 裂隙生成和充注过程 ，满足试验要求 。 试件制作时先在模子中预置 1mm 的铁丝，作 1．2 液芯纤维法 为制作试件修复剂流道的位置。室内温度为22℃ 液芯纤维法是另一种研究较 多 的 自修复方 时，混合溶液在模子 中静置 12h后 ，环氧树