本發(fā)明屬于碳纖維復(fù)合材料修復(fù)，具體涉及一種航空航天碳纖維復(fù)合材料的快速修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

1、航空航天領(lǐng)域中，碳纖維復(fù)合材料因其優(yōu)異的性能，如高強(qiáng)度、低密度等，被廣泛應(yīng)用于飛行器的結(jié)構(gòu)部件中，然而，在飛行器的使用過程中，碳纖維復(fù)合材料部件可能會(huì)受到各種損傷，如撞擊、疲勞等，傳統(tǒng)的修復(fù)方法往往耗時(shí)較長，且難以保證修復(fù)后的部件性能完全達(dá)到原有部件的水平，隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)飛行器的安全性、可靠性和可用性要求越來越高，快速、有效地修復(fù)受損的碳纖維復(fù)合材料部件，使其性能達(dá)到或接近原有部件的性能指標(biāo)，對(duì)于保障飛行器的正常運(yùn)行和飛行安全至關(guān)重要，目前，雖然已經(jīng)有一些碳纖維復(fù)合材料的修復(fù)技術(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些問題，例如，清潔劑可能對(duì)碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生不良影響，損傷檢測的精度和深度不夠，修復(fù)材料的性能無法滿足航空航天的嚴(yán)格要求，修復(fù)工藝不夠完善導(dǎo)致修復(fù)質(zhì)量不穩(wěn)定等。

2、因此，需要一種新的航空航天碳纖維復(fù)合材料的快速修復(fù)方法及相應(yīng)的修復(fù)設(shè)備，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)碳纖維復(fù)合材料部件的高效、高質(zhì)量修復(fù)，以滿足航空航天領(lǐng)域不斷發(fā)展的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種航空航天碳纖維復(fù)合材料的快速修復(fù)方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種航空航天碳纖維復(fù)合材料的快速修復(fù)方法，其特征在于，包括以下步驟：

4、對(duì)受損的碳纖維復(fù)合材料部件進(jìn)行表面清潔，去除污垢、灰塵及其他雜質(zhì)，采用特定的清潔劑和清潔工具，確保表面潔凈度達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，其中清潔劑的成分包含[乙醇]、[去離子水]等，且各成分比例為[7:3]；清潔工具為具有[柔軟纖維刷頭且可更換刷頭]的工具；

5、對(duì)清潔后的受損區(qū)域進(jìn)行精確的損傷評(píng)估，利用先進(jìn)的檢測設(shè)備如[超聲波探傷儀]，準(zhǔn)確測定損傷的程度、范圍和類型，檢測精度需達(dá)到[0.1毫米]級(jí)別；

6、然后，根據(jù)損傷評(píng)估結(jié)果，選擇合適的修復(fù)材料。

7、修復(fù)材料配方如下：

8、主要成分[環(huán)氧樹脂]，其具體型號(hào)為[epoxyresinxyz]，占修復(fù)材料總質(zhì)量的[75％]；

9、[碳纖維短切絲]，其長度在[3毫米至5毫米]之間，占修復(fù)材料總質(zhì)量的[25％]；

10、添加劑[偶聯(lián)劑]，具體為[硅烷偶聯(lián)劑abc]，添加劑的作用是提高修復(fù)材料的[粘結(jié)性]，添加劑的添加量為修復(fù)材料總質(zhì)量的[3％]；

11、其性能需滿足[拉伸強(qiáng)度不低于原材料的80％、耐熱溫度不低于150攝氏度]，并將修復(fù)材料按照一定的配方比例進(jìn)行調(diào)配，調(diào)配比例為[環(huán)氧樹脂：碳纖維短切絲＝3:1]；

12、采用特定的修復(fù)工藝將調(diào)配好的修復(fù)材料填充到受損區(qū)域，修復(fù)工藝包括[真空輔助壓力注入]、[熱壓罐加熱固化]，其中壓力注入的壓力范圍為[0.5兆帕至1兆帕]，加熱固化的溫度為[120攝氏度]，時(shí)間為[2小時(shí)]；

13、最后，對(duì)修復(fù)后的部件進(jìn)行表面處理和質(zhì)量檢測，表面處理采用[精細(xì)打磨、拋光]，使修復(fù)后的部件表面平整度達(dá)到[0.05毫米以內(nèi)]；質(zhì)量檢測采用[x射線無損檢測]，確保修復(fù)后的部件性能達(dá)到或接近原有部件的性能指標(biāo)。

14、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述清潔劑為自主研發(fā)的適用于航空航天碳纖維復(fù)合材料的專用清潔劑，其具有對(duì)碳纖維復(fù)合材料無損傷、清潔高效的特點(diǎn)，在清潔過程中不會(huì)對(duì)碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生不良影響。

15、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述檢測設(shè)備能夠?qū)μ祭w維復(fù)合材料內(nèi)部的微觀損傷進(jìn)行檢測，檢測深度可達(dá)[5毫米]，并且能夠生成詳細(xì)的損傷圖像和數(shù)據(jù)報(bào)告，為后續(xù)的修復(fù)工作提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

16、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述修復(fù)材料在調(diào)配過程中需添加特定的添加劑[偶聯(lián)劑]，添加劑的作用是提高修復(fù)材料的[粘結(jié)性]，添加劑的添加量為修復(fù)材料總質(zhì)量的[3％]。

17、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述修復(fù)工藝中的壓力注入和加熱固化需嚴(yán)格按照先后順序進(jìn)行，且在壓力注入過程中要保證修復(fù)材料均勻填充到受損區(qū)域，避免出現(xiàn)空隙和氣泡等缺陷，加熱固化過程中要保證溫度和時(shí)間的精確控制，以確保修復(fù)材料充分固化并達(dá)到最佳性能。

18、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，包括清潔裝置、檢測裝置、修復(fù)材料調(diào)配裝置、修復(fù)工藝執(zhí)行裝置和質(zhì)量檢測裝置，各裝置之間相互配合，協(xié)同工作。

19、清潔裝置具有[可調(diào)節(jié)壓力的噴槍及配套的清潔劑儲(chǔ)存罐，噴槍可更換不同規(guī)格的噴頭]的具體結(jié)構(gòu)和功能描述，能夠有效地對(duì)碳纖維復(fù)合材料部件進(jìn)行表面清潔。

20、檢測裝置具有[高精度探頭及配套的數(shù)據(jù)處理和顯示系統(tǒng)，探頭可多角度探測]的具體結(jié)構(gòu)和功能描述，能夠準(zhǔn)確地對(duì)部件的損傷情況進(jìn)行檢測評(píng)估。

21、修復(fù)材料調(diào)配裝置具有[精確計(jì)量的攪拌罐及配套的加料系統(tǒng)，攪拌速度可調(diào)節(jié)]的具體結(jié)構(gòu)和功能描述，能夠精確地按照配方比例調(diào)配修復(fù)材料。

22、修復(fù)工藝執(zhí)行裝置具有[可精確控制壓力的注入泵及配套的密封模具，熱壓罐具備精準(zhǔn)控溫功能]的具體結(jié)構(gòu)和功能描述，能夠準(zhǔn)確執(zhí)行壓力注入和加熱固化等修復(fù)工藝。

23、質(zhì)量檢測裝置具有[高分辨率的x射線成像系統(tǒng)及配套的數(shù)據(jù)分析軟件]的具體結(jié)構(gòu)和功能描述，能夠?qū)π迯?fù)后的部件進(jìn)行全面的質(zhì)量檢測。

24、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述修復(fù)設(shè)備還配備有智能控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)能夠?qū)Ω餮b置的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)控，確保修復(fù)過程的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，并且能夠根據(jù)不同的損傷情況自動(dòng)調(diào)整修復(fù)工藝和參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化修復(fù)；

25、所述修復(fù)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合航空航天領(lǐng)域的特殊要求，具有體積小、重量輕、便于攜帶和操作等特點(diǎn)，能夠在航空航天飛行器的生產(chǎn)車間以及實(shí)際飛行中的緊急修復(fù)場景中使用。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

27、首先，在清潔方面，自主研發(fā)的專用清潔劑對(duì)碳纖維復(fù)合材料無損傷且清潔高效，不會(huì)影響其結(jié)構(gòu)和性能，采用具有柔軟纖維刷頭且可更換刷頭的工具，能確保受損部件表面達(dá)到預(yù)設(shè)的潔凈度標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)修復(fù)工作奠定良好基礎(chǔ)，其次，先進(jìn)的檢測設(shè)備能夠精確測定損傷程度、范圍和類型，檢測精度達(dá)0.1毫米級(jí)別，還能對(duì)內(nèi)部微觀損傷進(jìn)行檢測，檢測深度可達(dá)5毫米，并生成詳細(xì)的損傷圖像和數(shù)據(jù)報(bào)告，為精準(zhǔn)修復(fù)提供準(zhǔn)確依據(jù)，再者，修復(fù)材料配方科學(xué)合理，環(huán)氧樹脂作為主要成分占比75％，碳纖維短切絲增強(qiáng)材料性能，長度在3毫米至5毫米之間占比25％，添加量為修復(fù)材料總質(zhì)量3％的偶聯(lián)劑提高了修復(fù)材料的粘結(jié)性，其性能要求拉伸強(qiáng)度不低于原材料的80％、耐熱溫度不低于150攝氏度，調(diào)配比例為環(huán)氧樹脂：碳纖維短切絲＝3:1，能有效保證修復(fù)后的部件性能接近原有部件，然后，修復(fù)工藝嚴(yán)謹(jǐn)，真空輔助壓力注入保證修復(fù)材料均勻填充到受損區(qū)域，避免出現(xiàn)空隙和氣泡等缺陷，壓力范圍為0.5兆帕至1兆帕，熱壓罐加熱固化溫度為120攝氏度，時(shí)間2小時(shí)，確保修復(fù)材料充分固化并達(dá)到最佳性能，最后通過精細(xì)打磨、拋光使表面平整度達(dá)到0.05毫米以內(nèi)，x射線無損檢測確保部件性能達(dá)標(biāo)，此外，修復(fù)設(shè)備各裝置相互配合、協(xié)同工作，且配備智能控制系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)控各裝置運(yùn)行參數(shù)，確保修復(fù)過程準(zhǔn)確穩(wěn)定，還能根據(jù)不同損傷情況自動(dòng)調(diào)整修復(fù)工藝和參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化修復(fù)，其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合航空航天領(lǐng)域特殊要求，體積小、重量輕、便于攜帶和操作，可滿足飛行器生產(chǎn)車間及實(shí)際飛行中緊急修復(fù)場景的需求，對(duì)保障飛行器的正常運(yùn)行和飛行安全意義重大。