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摘 要：復(fù)合材料經(jīng)過了多年的發(fā)展歷程，現(xiàn)己基本自成體系，無論在原材料、構(gòu)件成型，還是工程應(yīng)用等方面，國內(nèi)外都已形成規(guī)模，復(fù)合材料適用于飛機和航天飛機以及低地球軌道飛行器的工作環(huán)境對材料提出特殊的機械、熱/輻射等要求。先進復(fù)合材料在航天動力技術(shù)領(lǐng)域，起著重要的作用。因此，復(fù)合材料在成型過程中的質(zhì)量管理尤為重要。
關(guān)鍵詞：復(fù)合材料 質(zhì)量管理 思考
1.復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀
復(fù)合材料的主要效益是更高的力學(xué)性能及減重，由于復(fù)合材料有可剪裁性，從而使其具有實現(xiàn)其他功能的可能性，這種多功能材料對于消除冗余材料、減重及降低成本具有潛力。航天高新技術(shù)對航天先進復(fù)合材料的要求越來越高，復(fù)合材料具有剛度大、強度高、質(zhì)量輕的優(yōu)點，而且可根據(jù)使用條件的要求進行設(shè)計和制造，以滿足各種特殊用途，從而極大地提高工程結(jié)構(gòu)的效能。碳纖維具有高比強度、比模量、低熱膨脹系數(shù)和高導(dǎo)熱性等獨特性能，因其增強的復(fù)合材料用作航空航天結(jié)構(gòu)材料，減重效果十分顯著，顯示出無可比擬的巨大應(yīng)用潛力。
和國際先進水平相比，我國的高性能纖維無論在產(chǎn)品質(zhì)量、品種方面，還是在生產(chǎn)規(guī)模等方面都有著相當大的差距。針對目前我國高性能纖維存在的這些問題，要充分認識到我國高新技術(shù)纖維與發(fā)達的巨大差距和亟待強化發(fā)展的重要意義。
2.復(fù)合材料的構(gòu)成和質(zhì)量管理
增強材料在復(fù)合材料中不構(gòu)成連續(xù)相賦于復(fù)合材料的主要力學(xué)性能，如玻璃鋼中的玻璃纖維，CFRP（碳纖維增強塑料）中的碳纖維素就是增強材料。增強材料可選用玻璃纖維、石墨纖維、碳纖維、碳化硅和芳綸纖維等。品種可根據(jù)設(shè)計需要選擇短切纖維、單向織物、多軸織物、編織、針織、芯材等材料。基體是構(gòu)成復(fù)合材料連續(xù)相的單一材料，玻璃鋼（GRP）中的環(huán)氧樹脂就是基體。隨著時代的進步以及人類對環(huán)境認識的不斷深入，質(zhì)量的內(nèi)涵不斷得以豐富，質(zhì)量要素不僅僅反映復(fù)合材料物理化學(xué)性能的好壞，還體現(xiàn)航天工業(yè)對功能性的要求，對安全性的擔憂，以及對環(huán)境保護和社會責任的考慮。質(zhì)量不僅包含內(nèi)在的技術(shù)因素，還包含社會屬性和文化屬性等因素，因此，復(fù)合材料的質(zhì)量控制尤為重要。復(fù)合材料成型過程的質(zhì)量控制可分為工序的質(zhì)量管理和成品的質(zhì)量管理，前者是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量高低的關(guān)鍵。
2.1原材料的質(zhì)量控制
原材料的質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性是決定復(fù)合材料質(zhì)量的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)材料基本性能的重要因素。碳纖原料組成是聚合物，是高分子有機物，有聚丙烯纖維、黏膠絲和瀝青纖維三種。聚合物復(fù)合材料的主要原材料是纖維樹脂和固化劑，纖維和樹脂固化體系的成份和性能波動直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。可以通過顯微鏡觀察原材料纖維的表面狀態(tài)，也可以將纖維浸漬樹脂制成復(fù)合材料，檢測纖維和樹脂結(jié)合力的性能。環(huán)氧樹脂耐有機溶劑、耐堿性能，較常用的酚醛與不飽和聚酯權(quán)勢脂為佳，然耐酸性差，固化后一般較脆，韌性較差。2嚴格原材料生產(chǎn)過程控制，穩(wěn)定工藝，加強原材料的檢測分析是保證原材料質(zhì)量穩(wěn)定性的關(guān)鍵。
2.2復(fù)合材料成形工藝過程質(zhì)量控制
在復(fù)合材料成形工藝過程中，成型是質(zhì)量控制過程中的重要環(huán)節(jié)，是確保制品質(zhì)量滿足設(shè)計要求，達到規(guī)定目標的關(guān)鍵。樹脂傳遞模塑（RTM）技術(shù)是一種適宜多品種、中批量、高質(zhì)量復(fù)合材料構(gòu)件制造的低成本成型技術(shù)，其基本原理是在設(shè)計好的模具中放置預(yù)成型增強體，閉合模具后，將所需的樹脂注入模具，當樹脂充分浸潤增強材料后，加熱固化，然后脫模獲得產(chǎn)品。當產(chǎn)品表面局部粗糙無光澤時，用手在模具上觸摸，當觸摸到這些部位時，手感極其粗糙，要及時清洗模具。用水砂打磨模具上粗糙的部位，再用蘸有丙酮的棉絲擦洗整個模具，后給模具涂覆脫模劑。工序組成了復(fù)合材料的成形工藝，工序操作管理的質(zhì)量控制是是成形工藝質(zhì)量保證的基礎(chǔ)。對于常規(guī)零件和構(gòu)件其作業(yè)流程大致為：模具準備、裁剪、鋪疊、封裝、預(yù)壓實、固化、機械加工、裝配、成品。除了工序質(zhì)量管理和成品質(zhì)量管理外，采用先進的生產(chǎn)工藝，增加生產(chǎn)的自動化程度，是質(zhì)量控制的又一項重要措施。
2.3復(fù)合材料成品檢測
成品檢測是對完工后的產(chǎn)品進行全面的檢查與試驗，防止不合格品流到用戶手中，避免對用戶造成損失，包括：產(chǎn)品性能、精度、安全性和外觀。只有成品檢驗合格后，才允許對產(chǎn)品進行包裝。檢查復(fù)合材料的外觀、尺寸、重量之后，還要用無損檢測的方法檢查產(chǎn)品有無內(nèi)部缺陷。無損檢測技術(shù)即非破壞性檢測，在不破壞復(fù)合材料原來的狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等前提下，為獲取與待測物的品質(zhì)有關(guān)的內(nèi)容、性質(zhì)或成分等物理、化學(xué)情報所采用的檢查方法。主要包括超聲檢測、電磁檢測、X射線成像檢測與工業(yè)CT、中子照相、聲阻、超聲、超聲衍射時差法、聲發(fā)射檢測、激光全息攝影等檢測技術(shù)。在研制產(chǎn)品時，要制定出對應(yīng)于一定尺寸和類型的缺陷的檢測標準，加強對從業(yè)人員的質(zhì)量管理教育，嚴把產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)。
總之，加強先進復(fù)合材料成型工藝過程中的質(zhì)量控制,要穩(wěn)定材料性能和工藝狀態(tài)，做到可操作、可檢測。對先進復(fù)合材料內(nèi)部的質(zhì)量進行全面監(jiān)測控制,可有效地提高航天復(fù)合材料的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。
