碳纖維復合材料補丁修補技術

復合材料補丁膠接修補，對膠粘劑的選擇、材料與被修復構件的相匹配，被修結構的表面處理和修補固化工藝及施工工藝保障等是關鍵技術。

膠粘劑是實現補丁止裂作用的中間媒介，對膠粘劑的選擇至關重要。應根據修補結構的實際承力水平和使用環境選擇既具有良好的抗疲勞性能，又具有較高的剪切、剝離強度,良好的耐介質和耐濕熱老化性能的膠粘劑。復合材料膠接修補所用的膠粘劑主要有兩大類:一類是雙組分膠粘劑,主要用于復合材料結構的室溫固化修補(少數雙組分膠粘劑可用于熱膠接固化修補);另一類是膜狀膠粘劑(膠膜),用于熱膠接固化修補。

復合材料補丁與被修金屬構件的匹配性：復合材料補丁應在盡量低的溫度下固化,并能與膠粘劑的固化溫度一致;補丁熱膨脹系數應與母體材料的相匹配。國外大多采用硼/環氧復合材料補丁對損傷金屬結構進行膠接修補。因為硼/環氧復合材料成本較高,加工較困難,故在常規工業修復上，采用碳/環氧補丁,價格相對便宜。碳/環氧復合材料在航空工業中早已有廣泛應用,適合于復雜結構的修補。

被修補結構的表面處理：指膠接之前,通過機械方法去除結構表面影響結合力的氧化層、污染物增加機械結合面;或通過化學方法在結構表面有控制地沉積一層均勻的特種氧化物或在膠接面形成化學鍵,使經過處理的結構表面具有高的表面能,從而獲得較高的膠接強度和耐久性。目前常用的簡單表面處理方法是表面機械打磨后涂硅烷偶聯劑。表面機械打磨要求至少達到St3級。

真空輔助固化工藝：復合材料補丁修復儲罐技術采用的固化工藝是“真空輔助固化工藝”。

修補固化的主要控制因素是壓力、溫度和時間。由于被修補部位與周圍機體結構組成了一個復雜的熱導體,而且結構形式多樣,因此,需通過專用真空泵、配套材料以及特配工具對修補區提供連續的溫度和壓力保障。