Ceramicx公司介绍了一种工艺,可采用各种红外发射器,在大约15s的时间内,将后固化碳纤维复合材料的表面加热至235℃。

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一家一级航空航天制造商需要一份能够详细介绍各种陶瓷红外发射器加热能力的报告,以用于加热一种独特的后固化碳纤维复合材料的表面,目标是,在大约15s的时间内,令该复合材料的最外层表面达到235℃。由于该复合材料中的环氧树脂属于热固性塑料,因此如果温度过高,该材料就会永久燃烧和变形。

加热一种后固化碳纤维复合材料表面的方法-复合材料网
后固化碳纤维复合材料的表面加热

解决方案

与在C²I²试验中对大多数的材料进行测试一样,最初的试验是找出究竟哪种类型的发射器(长、中和短波)最适合这项任务。当固定加热元件与目标加热材料相距100mm时,发现长波陶瓷元件优于中波钨管和短波卤素管。

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各种加热器加热一种后固化碳纤维复合材料表面的性能比较

基于这一结果,对所用加热元件的布置是:6个800W的黑色SFEH元件,按3×2的阵列排列。按照这种排列,加热元件与目标材料之间的距离需要缩短,以达到温度目标。显然,100mm的距离太大,因此将其缩短到60mm,然后是50mm,并记录下结果。

加热一种后固化碳纤维复合材料表面的方法-复合材料网

采用长波陶瓷元件加热后固化碳纤维复合材料的表面时,对各种距离的加热效果的比较

结果

针对这种加热元件的布置(瓦特密度44.8 kN/m²),50mm的距离适合于用大约11s的时间将复合材料的表面加热到所要求的235℃,从而令加热时间被控制在15s以内。

由于表面吸收热辐射并转化成热量的能力因材料而异,特别是复合材料尤为如此,因此,为了最大程度地提高效率,在项目开发前,为特定的材料选定一个最适合的发射器至关重要。