將經(jīng)過(guò) 清洗的各樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料進(jìn)行鋪疊，并使相鄰的兩層樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料之間成90° 鋪疊，直至將所有樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料鋪疊完，得到樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料預(yù)成形體3。當(dāng)鋪 層至預(yù)成形體中部時(shí)，在兩層樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料之間放置兩個(gè)涂有導(dǎo)電膏16的電極7,并 使所述兩個(gè)電極7均位于樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料長(zhǎng)邊的兩端;將所述電極的導(dǎo)線引出。本實(shí)施 例中，所述樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料為20層。所述兩個(gè)電極7位于第十層與十一層的樹(shù)脂基碳纖 維預(yù)浸料之間。
[0043]步驟3,工裝準(zhǔn)備。在所述"C"形件的模具2表面鋪設(shè)一層絕緣材料17;將上述安放 有電極的樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料預(yù)成形體放置在該絕緣材料上;在樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料預(yù)成 形體上表面等距放置有三個(gè)熱電偶4,各熱電耦分別與溫度控制器6連接。
[0044] 采用真空袋組合單元5將上述鋪設(shè)好的樹(shù)脂基碳纖維預(yù)成形體、電極7、模具2和熱 電偶4按照現(xiàn)有技術(shù)密封在一起，抽取袋中的空氣直至真空狀態(tài)后放入壓力罐1中，電源8位 于壓力罐的外部，通過(guò)導(dǎo)線與壓力罐內(nèi)部真空袋中的電極連接。
[0045] 所述真空袋組合單元5包括真空袋11、透氣氈12、吸膠材料13和有孔隔離膜14。將 模具2置于真空袋11內(nèi)底部，在該模具的上表面依次鋪設(shè)絕緣材料17和透氣氈12;將樹(shù)脂基 碳纖維預(yù)浸料預(yù)成形體放置在透氣氈12的上表面。在該樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料預(yù)成形體的上 表面鋪設(shè)吸膠材料13;在該吸膠材料的上表面再鋪設(shè)第二層透氣氈。將所述有孔隔離膜14 鋪設(shè)在第二層透氣氈的上表面。完成上述鋪設(shè)后，用密封膠15將真空袋組合單元5密封。
[0046] 步驟4,確定加熱固化參數(shù)。所述加熱固化參數(shù)包括樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料預(yù)成形體 的電阻和通過(guò)樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料預(yù)成形體電流的強(qiáng)度。
[0047] 在通電加熱之前，需要計(jì)算預(yù)成形體電阻的大小以及設(shè)置通過(guò)樹(shù)脂基碳纖維預(yù)成 形體電流的強(qiáng)度。電阻的大小可以根據(jù)碳纖維的電阻率、碳纖維的體積分?jǐn)?shù)以及預(yù)成形體 的尺寸確定。根據(jù)熱力學(xué)公式，電流的強(qiáng)度可以根據(jù)預(yù)成形體的電阻、發(fā)射率、斯特藩-玻耳 茨曼常數(shù)、形狀尺寸和預(yù)期保溫溫度來(lái)確定，具體關(guān)系式見(jiàn)下式所示。

[0051]其中，R是樹(shù)脂基碳纖維預(yù)成形體的電阻，Pf是碳纖維的電阻率，Lx是預(yù)成形體的長(zhǎng) 度，Vf是碳纖維的體積分?jǐn)?shù)，Ly是預(yù)成形體的寬度，eo是預(yù)成形體鋪層的總厚度，I是需要設(shè) 定的通過(guò)樹(shù)脂基碳纖維預(yù)成形體的電流強(qiáng)度，ε是樹(shù)脂基碳纖維預(yù)成形體的發(fā)射率,A 1是預(yù) 成形體的散熱表面積，σ是斯特藩-玻耳茨曼常數(shù)，T1是預(yù)成形體預(yù)期保溫溫度，1~ 2是實(shí)驗(yàn)室 室溫。
[0052]通過(guò)上述公式計(jì)算能夠得到，在本實(shí)施例中預(yù)成型體的電阻為0.024 Ω，需要的電 流大小為152Α。
[0053] 步驟5,通電加熱固化。根據(jù)確定的加熱固化參數(shù)，對(duì)樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料預(yù)成形 體通入確定的直流電流，使樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料預(yù)成形體以2~5°C/min的升溫速率升溫至 170~190°C;當(dāng)加溫至170~190°C時(shí)開(kāi)始保溫。在通電流的同時(shí)，抽真空對(duì)壓力罐加壓至 0.4~0.6MPa，對(duì)樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料預(yù)成形體施加壓力。當(dāng)壓力罐的壓力達(dá)到0.4~ 0.6MPa后關(guān)閉氣體閥門(mén)保壓，使預(yù)成形體表面上的壓力保持該壓力不變直到完成復(fù)合材料 的固化成形。本實(shí)施例中，樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料預(yù)成形體以2.5°C/min的升溫速率升溫至 180°C，抽真空對(duì)壓力罐加壓至0 · 5MPa。
[0054] 同時(shí)用溫度控制器對(duì)樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料預(yù)成形體的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。
[0055]步驟6,取出樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料零件。關(guān)閉電源，卸載壓力罐內(nèi)的壓力，使所述 樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料預(yù)成形體以2~5°C/min的降溫速率降溫至室溫。壓力卸載完畢后，打 開(kāi)壓力罐，從真空袋中取出固化的樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料零件。本實(shí)施例中，所述的降溫速 率為 2.5°C/min。
[0056] 本實(shí)施例中采用樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料進(jìn)行鋪層，樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料指的是將碳 纖維排列整齊的浸入樹(shù)脂溶液中，浸漬后經(jīng)烘干制成的半成品。本實(shí)施例中采用的樹(shù)脂基 碳纖維預(yù)浸料的尺寸為1000mm X 300mm X 0.2mm，采用丙酮溶液清洗預(yù)浸料長(zhǎng)邊的兩端，由 于樹(shù)脂溶于丙酮溶液，因此丙酮溶液會(huì)將樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料長(zhǎng)邊兩端的樹(shù)脂洗去，每端 清洗的長(zhǎng)度為l〇mm，用此經(jīng)過(guò)處理的預(yù)浸料進(jìn)行鋪層，共鋪設(shè)20層，按照上述要求鋪設(shè)完成 的樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料作為本實(shí)施例中的預(yù)成形體。同時(shí)，在第十層與十一層預(yù)浸料之間 鋪設(shè)涂有導(dǎo)電膏的電極，將正極和負(fù)電極分別鋪設(shè)在預(yù)浸料長(zhǎng)邊的兩端通過(guò)導(dǎo)線與電源連 接。在電極的鋪設(shè)位置，電極與碳纖維直接接觸，并將電流傳遞給碳纖維，碳纖維在電流和 自身電阻的作用下產(chǎn)生焦耳熱，同時(shí)將自身產(chǎn)生的熱量傳遞給周?chē)臉?shù)脂，促使樹(shù)脂基碳 纖維復(fù)合材料固化成形。
[0057] 將上述鋪設(shè)好的樹(shù)脂基碳纖維預(yù)成形體和電極鋪放于模具上，對(duì)于采用電加熱的 方式固化成形復(fù)合材料，需在樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料和模具之間鋪設(shè)一層絕緣材料，用以防 止預(yù)成形體中的電流經(jīng)過(guò)模具。將三個(gè)熱電偶的熱電極等間距的鋪放在模具上并固定好， 將其另一端引出接在溫度控制器上，溫度控制器再與電源連接，通過(guò)監(jiān)測(cè)溫度的變化調(diào)整 電源的參數(shù)。采用真空袋組合單元將上述預(yù)成形體、電極、模具、熱電偶密封在一起，抽取袋 中的空氣直至真空狀態(tài)后放入壓力罐中，電源位于壓力罐的外部，通過(guò)導(dǎo)線與壓力罐內(nèi)部 真空袋中的電極連接，預(yù)成形體經(jīng)過(guò)壓力罐設(shè)備加壓，以及電源加熱，與此同時(shí)，采用熱電 偶和溫度控制器監(jiān)測(cè)預(yù)成形體在通電過(guò)程中的溫度變化，及時(shí)調(diào)整電源的參數(shù)，完成材料 的固化反應(yīng)，得到所需形狀和滿足質(zhì)量要求的構(gòu)件。
[0058] 所述壓力罐1為現(xiàn)有技術(shù)。
[0059] 所述模具2為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，主要起到支撐預(yù)成形體的作用，采用45號(hào)鋼制成，其尺 寸大小為1020mm X 320mm X 8mm。
[0060] 所述預(yù)成形體3采用樹(shù)脂基碳纖維預(yù)浸料進(jìn)行鋪層，本實(shí)施例中采用的預(yù)浸料的 尺寸為1000mm X 300mm X 0.2mm，由于樹(shù)脂溶于丙酮溶液，因此丙酮溶液會(huì)將樹(shù)脂基碳纖維 預(yù)浸料長(zhǎng)邊兩端的樹(shù)脂洗去，每端清洗的長(zhǎng)度為l〇mm，將這IOmm的碳纖維暴露出來(lái)。用此經(jīng) 過(guò)處理的預(yù)浸料進(jìn)行鋪層，共鋪設(shè)20層，按照上述要求鋪設(shè)完成的預(yù)浸料即為本實(shí)施例中 的預(yù)成形體3,易知本實(shí)施例中預(yù)成形體3的尺寸為1000_X300_X4mm。
[0061] 所述熱電偶4為K型熱電偶，它是一種溫度傳感器。
[0062]所述真空袋組合單元5為現(xiàn)有技術(shù)。其中包括真空袋11、透氣氈12、吸膠材料13、有 孔隔離膜14、密封膠15等。具體的操作步驟為，首先將絕緣材料鋪17放在模具上，再依次將 透氣氈12、預(yù)成形體3、吸膠材料13、有孔隔離膜14、真空袋11鋪設(shè)在絕緣材料17上，同時(shí)將 真空袋的四個(gè)邊采用密