碳纖維復(fù)合材料制造過程中的常見缺陷
　　如果碳纖維復(fù)合材料的成型工藝控制不好，往往會出現(xiàn)很多缺陷。這些缺陷往往會成為復(fù)合材料服役過程中產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而導(dǎo)致整個構(gòu)件的失效；而且各種缺陷的隨機(jī)分布也是復(fù)合材料產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的主要原因。碳纖維產(chǎn)品生產(chǎn)缺陷的原因是交叉的、復(fù)雜的。碳纖維復(fù)合材料制造過程中常見的缺陷及主要原因有哪些？我們來看看:
　　1)氣孔是碳纖維復(fù)合材料中常見的缺陷。一般可分為沿單根纖維的孔隙(包括纖維束中的孔隙)和層板間的孔隙。多孔性通常是由以下三個原因造成的:①樹脂與纖維的潤濕性差，在預(yù)浸料的制備或鋪設(shè)過程中，與人在一起的空氣沒有排出；(2)用于稀釋樹脂的溶劑，加工過程中樹脂中低分子成分的揮發(fā)，或某些樹脂體系在固化反應(yīng)時放出氣體；(3)成型工藝不當(dāng)，如壓力過小或加壓時間過晚，會造成氣泡排不出去，形成孔洞?？紫稌@著降低復(fù)合材料的強(qiáng)度和模量、抗疲勞性和高收縮率。
　　2)脫粘是指碳纖維制品中纖維與樹脂的分離，這種分離是由于樹脂基體與纖維之間的結(jié)合較弱造成的。產(chǎn)生脫粘缺陷的原因有:①碳纖維對樹脂的吸附性差；②樹脂對碳纖維的潤濕性差；③碳纖維表面被污染或纖維表面處理效果不理想。
　　3)脫層是指碳纖維復(fù)合材料層間分離的現(xiàn)象。一般由于使用的預(yù)浸料超過使用壽命，樹脂固化后預(yù)浸料粘度下降，層間粘合不牢；還有可能是零件設(shè)計(jì)不合理，不同厚度方向產(chǎn)生的應(yīng)力過大，導(dǎo)致脫層。對于大型繞組構(gòu)件，如果相鄰繞組層之間的間隔太長，也可能導(dǎo)致分層，尤其是當(dāng)樹脂的固化溫度受到限制時。干燥和脫層是復(fù)合材料中的嚴(yán)重缺陷，對復(fù)合材料的許多性能有很大影響。

　　4)雜質(zhì)是復(fù)合材料中無意混入的夾雜物、粗粉塵等一類異物。各種成型方式都可能出現(xiàn)夾雜物，主要原因有:①樹脂中有小凝塊；②填充物中存在夾雜物；(3)在盤式干燥或鋪裝期間，預(yù)浸料中出現(xiàn)夾雜物。復(fù)合材料受載時，會在夾雜處產(chǎn)生應(yīng)力集中或裂紋源，影響復(fù)合材料的力學(xué)性能。這種雜質(zhì)的存在也嚴(yán)重影響了復(fù)合材料的電性能，增加了復(fù)合材料的分散性。
　　5)樹脂偏差主要是指由于固化工藝控制不當(dāng)而出現(xiàn)的樹脂富、樹脂差或樹脂分布不均勻的現(xiàn)象。樹脂的偏差一般是由于部件設(shè)計(jì)不合理或壓力分布不均勻造成的。復(fù)合材料的不同性能分別由纖維或樹脂控制。如果樹脂偏差過大，會造成復(fù)合材料構(gòu)件不同區(qū)域性能的不平衡，對復(fù)合材料的性能產(chǎn)生非常明顯的影響。
　　6)纖維偏差不僅有與樹脂偏差相對應(yīng)的含義，還指由于鋪層工藝和固化工藝不當(dāng)，纖維未按設(shè)計(jì)要求排列的現(xiàn)象，如鋪層角度偏差、纖維翹曲等。這種隨機(jī)的“偏差”現(xiàn)象會直接引起復(fù)合材料性能的波動。
　　7)其他缺陷，如疏松、針孔、固化不均勻、樹脂與纖維界面不良等，也是復(fù)合材料的常見缺陷，對復(fù)合材料的性能有很大的影響，所以在復(fù)合材料的工藝質(zhì)量的大部分控制中也須考慮。
　　從以上分析可以看出，控制碳纖維復(fù)合材料的成型工藝質(zhì)量，可以有效減少缺陷，提高碳纖維復(fù)合材料的質(zhì)量穩(wěn)定性。