碳纖維復(fù)合材料的電阻熱直接固化SimonA.Hayes,AustinD.Lafferty,GaderAltinkurt,PeterR.Wilson,MatthewCollinsonandP.Duchene摘要：本文介紹了一種通過電流直接作用的碳纖維復(fù)合材料的成型方法的研究。碳纖維的導(dǎo)電性使得各個(gè)纖維能夠作為加熱元件。并且使得大量的加熱元件貫穿復(fù)合結(jié)構(gòu)。這些加熱元件能夠局部加熱圍繞它們的樹脂,使得樹脂固化。這項(xiàng)研究表明復(fù)合材料的固我們?cè)u(píng)估了用于獲得均勻加熱的面板所需化可在60X25摘要：本文介紹了一種通過電流直接作用的碳纖維復(fù)合材料的成型方法的研究。碳纖維的導(dǎo)電性使得各個(gè)纖維能夠作為加熱元件。并且使得大量的加熱元件貫穿復(fù)合結(jié)構(gòu)。這些加熱元件能夠局部加熱圍繞它們的樹脂,使得樹脂固化。這項(xiàng)研究表明復(fù)合材料的固我們?cè)u(píng)估了用于獲得均勻加熱的面板所需化可在60X25厘米的樣品中實(shí)現(xiàn)。一開始,的接觸排列，并隨后實(shí)現(xiàn)了最佳排列。然后，我們測(cè)量了樣品厚度和樣品長(zhǎng)度變化時(shí)所需能量的變化。用差示掃描量熱法（DSC）將固化度與常規(guī)固化的復(fù)合材料進(jìn)行比較。用三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)確定復(fù)合材料樣品的彎曲強(qiáng)度和模量。結(jié)果表明，使用電阻熱直接固化的碳纖維復(fù)合材料和使用熱壓罐固化和烘箱固化工藝獲得的固化層度相當(dāng)。關(guān)鍵詞：電阻熱固化，焦耳效應(yīng)，碳纖維，固化度引用本文S.A.Hayes,A.D.Lafferty,G.AItinkurt,P.R.Wilson,M.Collinson和P.DucheneoAdvoManuf：Polym。撰寫。SCI,2015,1引言高性能預(yù)浸料復(fù)合材料部件的固化傳統(tǒng)上依賴于熱壓罐。這種技術(shù)依賴于空氣對(duì)流需要較長(zhǎng)的加熱時(shí)間，因?yàn)榕擉w的熱質(zhì)量以及與零件的熱傳效率較低。最近，隨著低粘度高性能樹脂的發(fā)展，諸如在烘箱中的微波固化和真空固化其它技術(shù)已變,112-119得更受歡迎。微波固化已被廣泛研究作為固化復(fù)合材料部件的方法。使用這種方法，可使聚合物的結(jié)構(gòu)內(nèi)深處得以加熱，因?yàn)槲⒉梢院芎玫卮┩妇酆衔?。雖然碳纖維會(huì)減少了微波在結(jié)構(gòu)中的穿透程度，但在本質(zhì)上加熱仍然是在三維上的，并且在很大程度上不取決于材料的導(dǎo)熱性。結(jié)論就是使用微波固化比對(duì)流加熱固化更快，因?yàn)榧訜崾蔷鶆虻?，熱量不從材料的表面進(jìn)入零件。這在加工復(fù)合材料所需的時(shí)間方面有顯著的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槭且蕾囉诮Y(jié)構(gòu)內(nèi)部的熱傳遞來促進(jìn)結(jié)構(gòu)的快速加熱。此外，由于體積溫度的控制，放熱的風(fēng)險(xiǎn)可以最小化。這不僅影響加熱速度，而且還影響樹脂粘度迅速下降時(shí)部件中空隙的去除。然而，由于微波輻射對(duì)健康有害，微波固化受到嚴(yán)重的遏制。為了確保加熱的均勻性，容器的設(shè)計(jì)必須適應(yīng)這種加工要求，這也就限制了固化零件的尺寸。碳纖維通電直接加熱之前已經(jīng)有人用于固化復(fù)合材料。Fukuda使用四種不同的接觸排列來固化復(fù)合材料：特別地，使用具有三種類型的邊緣接觸的鋁箔構(gòu)成全厚度接觸：彈簧加載的銅片，插入的銅箔并且用銅箔包圍端部（圖1-a）。通過三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)測(cè)試固化的均勻性，與使用熱壓罐獲得的復(fù)合材料相比。發(fā)現(xiàn)邊緣接觸的接觸電阻非常高，但是獲得了比表面接觸更均勻的固化。這是由于在全厚度方向上的樹脂流動(dòng)不均勻；因此，面板的電阻在樣品邊緣處比在中心處低。三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)表明，復(fù)合材料的性能非常類似于用熱壓罐固化所獲得的。Joseph和Viney使用由銅塊組成的復(fù)雜的連接系統(tǒng)，包圍層壓板內(nèi)每層的端部（圖1-b）。雖然他們獲得了可接受的機(jī)械性能，但由于接觸排列的復(fù)雜性，這種方案不適合實(shí)際運(yùn)用。Sarles和Leo和Naskar和Edie使用導(dǎo)電性來固化已經(jīng)涂覆有熱固性樹脂的纖維束（圖1-c）。這兩項(xiàng)研究都涉及可剛化空間結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)，所述可空間可剛化結(jié)構(gòu)由通過在結(jié)構(gòu)膨脹之后固化的復(fù)合材料絲束增強(qiáng)的可充氣體組成。在這些情況下,只進(jìn)行了水平研究，因?yàn)檫@兩個(gè)系統(tǒng)的焦點(diǎn)是復(fù)合材料的剛性桿的生產(chǎn)。Athanasopoulos等人使用電阻加熱來固化由液態(tài)模制和預(yù)浸料材料制造的復(fù)合材料。該工藝包括施加到安裝在復(fù)合結(jié)構(gòu)表面上的觸點(diǎn)的直流電源（圖1-d）。使用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了40X20厘米面板的固化。發(fā)現(xiàn)這種面板可與通過常規(guī)固化方法生產(chǎn)的面板很好的比較，其中通過差示掃

描量熱法（DSC）評(píng)估固化程度，并且使用拉伸模量和強(qiáng)度表示機(jī)械性能。隨后,Athanasopoulos等人也使用電阻加熱來直接加熱由碳纖維復(fù)合材料制成的模具的表面。在替代實(shí)現(xiàn)中，涉及樹脂的改進(jìn)而不是復(fù)合材料的使用，Mas等人使用納米級(jí)含碳纖維，包括納米管和石墨烯來制備導(dǎo)電樹脂系。配制電固化樹脂體系，并隨后證明修復(fù)補(bǔ)片的粘附，玻璃纖維復(fù)合材料的生產(chǎn)和含有粘合接頭的電路的生產(chǎn)。他們的測(cè)試表明，電固化樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比從烘箱固化獲得的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度更高且更連續(xù)，而能量消耗更低。從這些研究可知，使用焦耳加熱長(zhǎng)碳纖維復(fù)合材料以實(shí)現(xiàn)固化顯然是可行的。迄今為止，人們已經(jīng)使用了各種不同的接觸幾何排列（圖1）,并且盡管已經(jīng)對(duì)接觸電阻對(duì)加熱的影響進(jìn)行了闡述，但是對(duì)于確定最佳接觸幾何形狀的工作還沒有集中展開。接觸不良與過高的接觸電阻會(huì)導(dǎo)致加熱的不均勻性。尤其是在觸點(diǎn)附近產(chǎn)生高溫，在面板中心產(chǎn)生低溫的現(xiàn)象，將在本文中進(jìn)行了研究。該方法的效率也沒有得到充分研究。ContactarrangementsAuthoraAA.ContactarrangementsAuthoraAA.Fukuda(1994)bJoseph(2000)cNaskar(2006),Sarles(2008)drAthanasopoulos(2010)圖1不同作者在公開文獻(xiàn)中用于使用焦耳加熱固化的長(zhǎng)碳纖維復(fù)合材料的電極接觸排列的示意圖率隨著樣品尺寸增加的變化規(guī)律。到目前為止，公布的最大面板尺寸為40X20厘米，因此，大面板的生產(chǎn)也是目前工作的目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)材料和結(jié)構(gòu)所有研究均使用Cycom950-1平紋碳纖維預(yù)浸料。該材料的推薦固化周期為2℃/min至130℃,保持2小時(shí)，然后以2℃/min升至室溫。在本研究中，首先使用手動(dòng)控制，然后使用計(jì)算機(jī)控制。對(duì)于手動(dòng)控制的實(shí)驗(yàn)，由于難以在較低溫度下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的溫度，所以使用高于推薦固化溫度（約160℃）的固化溫度。然而，當(dāng)使用計(jì)算機(jī)來控制實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)120至135℃之間的溫度，由于本研究中使用的烘箱和熱壓罐中的溫度變化通常在該范圍內(nèi)，所較高固化溫度下的初始實(shí)驗(yàn)顯示出使用不同電接觸獲得的加熱均勻性，并且將電固化作為一個(gè)概念進(jìn)行證明。更高的溫度和更劇烈的變化在更復(fù)雜的控制系統(tǒng)被開發(fā)和用于提供機(jī)械性能和熱性能的詳細(xì)信息之前是可接受的。然而，對(duì)于機(jī)械性能的最終測(cè)試，有必要使用推薦的固化時(shí)間表，以便在不同的制造技術(shù)之間進(jìn)行公平的比較。使用制造商提供的固化時(shí)間表和真空袋以提供固結(jié)壓力來制造固化復(fù)合材料面板。使用制造商推薦的固化時(shí)間表制備熱壓罐試樣，在真空袋復(fù)合材料上外部壓力為6巴。以該溫度變化范圍被認(rèn)為是可接受的。在5mm,400X400mm的不銹鋼工具上，其圖2用于電固化，烘箱固化和熱壓罐固化過程的真空袋裝置的示意圖如圖2所示，在所有情況下使用相同的裝袋布置。所有真空袋材料來自Tygavac先進(jìn)材料公司。將預(yù)浸料鋪設(shè)在厚度為

中無孔的0.25mm聚四氟乙烯涂覆的玻璃纖維(TygavacTFG250/1)層用作復(fù)合材料上方和下方的剝離膜。將單層聚酯通氣織物(TygavacNW678)放置在模具的上表面。使用TygavacWL7400尼龍袋膜和TygavacVBS550真空密封帶制造包膜真空袋。所使用的真空端口是可以連接到EdwardsE2M18真空泵的快速脫開干斷耦合器的袋式連接器Tygavac440/1,以該溫度變化范圍被認(rèn)為是可接受的。在5mm,400X400mm的不銹鋼工具上，其圖2用于電固化，烘箱固化和熱壓罐固化過程的真空袋裝置的示意圖電源在本研究中使用了兩種不同的電源，R叩idElectronicsSPS-9602-209G能夠提供30V的電壓和30A的電流,以及RapidElectronicsSPS-9400-209MG能夠提供15V的電壓和40A電流。在初始實(shí)驗(yàn)期間這兩種電源都

電壓和電流。隨后，使用NationalInstrumentsLabview開發(fā)的一個(gè)原型控制器，通過SPS-9602-209G電源的比例控制來控制電流和電壓。在整個(gè)固化過程中溫度保持在5℃的溫度窗口內(nèi)。未來將改進(jìn)自動(dòng)化控制過程以優(yōu)化固化時(shí)間表。電氣連接和觸點(diǎn)排布使用由25Hm厚的聚酰亞胺膜上的18Hm厚的銅層或厚度為0.1mm的銅箔構(gòu)成的RogersR-Flex20FRNP柔性電路板進(jìn)行電氣連接;發(fā)現(xiàn)兩者具有相似的性能。將接頭切割并定位在復(fù)合層壓板的端部，包裹預(yù)浸料片材。將接觸點(diǎn)與電線焊接，以便于連接到電源。使用各種接觸排列來確定整個(gè)面板中最均勻的熱分布。本研究中的所有樣品為14cm長(zhǎng)和6cm寬，并且在每種情況下的電連接為6cm寬和5cm長(zhǎng)。在每種情14cmI_I114cmI_I1cm圖3用于測(cè)試接觸布置的樣品幾何結(jié)構(gòu)的示意圖，顯示樣品尺寸和熱電偶的位置(X)由操作者調(diào)整并手動(dòng)控制和記錄所需的況下，觸點(diǎn)延伸1厘米到面板(圖3)和典型的實(shí)驗(yàn)布置如圖4所示。接觸排列如圖5所示，其中顯而易見的是，隨著層壓板中的碳纖維層的數(shù)量增加，可行的接觸位置的數(shù)量也在增加。用四個(gè)復(fù)合層的樣品厚度評(píng)估多點(diǎn)電接觸（X型和Y型），發(fā)現(xiàn)均勻性并不優(yōu)于單接觸對(duì)，隨后在六層和八層復(fù)合材料上的測(cè)試了僅在每一端使用兩個(gè)接觸。對(duì)于兩層的情況沒有得出結(jié)果，因?yàn)樵谶@種情況下只有一個(gè)已研究的接觸排列存在。用于四層的鋪層序列為[0/90儲(chǔ)六層為[0/90/0]s,并且八層在所有情況下為（0/90/0/90]So如圖5所示，其中觸點(diǎn)包圍層壓板中的所有復(fù)合層，該布置被稱為類型1；觸點(diǎn)包圍除外層之外的所有層稱為類型2;觸點(diǎn)在每側(cè)上圍繞除外側(cè)兩層之外的所有稱為類型3,并且除了外部三層之外的所有層所包圍的稱為類型4。類型X和類型Y接觸是其中使用多個(gè)接觸的接觸，其僅僅針對(duì)四層復(fù)合材料進(jìn)行分析。隨后，使用連接到PicoTechnologyTC-08數(shù)據(jù)記錄器的不同觸點(diǎn)和N型熱電偶和Picolog軟件記錄數(shù)據(jù)來評(píng)估加熱的均勻性。使用三個(gè)熱電偶來監(jiān)測(cè)面板的溫度，一個(gè)放置在中心，一個(gè)放置在距離觸點(diǎn)邊緣1cm的面板端部（圖3）o在本研究中使用的所有熱電偶是表面安裝的，因?yàn)槊姘搴鼙〔⑶夷康氖谦@得與商業(yè)過程的相似性，其中部件傳感器通常是表面安裝的。在第一種情況下，三個(gè)熱電偶被認(rèn)為是適當(dāng)?shù)?，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)對(duì)于未優(yōu)化的觸點(diǎn),接觸電阻在面板上會(huì)引起顯著的溫度差異。三個(gè)讀數(shù)允許用儀器的最小值來確定差值的程度。樣品長(zhǎng)度對(duì)功率要求和溫度均勻性的影響使用具有14,30,40和60cm長(zhǎng)，10cm寬的樣品板來評(píng)估樣品長(zhǎng)度對(duì)電系統(tǒng)固化四層復(fù)合板能力的影響。在所有情況下使用的接觸裝置是1型。記錄這些板中的每一個(gè)的功率需求，以確定長(zhǎng)度對(duì)固化復(fù)合材料所需的功率的影響。使用日ectrophysicsPV320熱成像相機(jī)對(duì)面板上的溫度均勻性進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)制造商的推薦，將樣品在120℃下電固化2小時(shí)，使用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的第一次迭代將溫度保持在目標(biāo)溫度的5℃內(nèi)。產(chǎn)生溫度均勻性的像素圖顯示出面板中的熱點(diǎn)或冷點(diǎn)。機(jī)械和熱測(cè)試使用PerkinElmerDSC8500在室溫和250℃之間進(jìn)行DSC測(cè)試,升溫速率為20℃/mino將殘余固化峰下的面積與來自未固化的復(fù)合材料的痕跡進(jìn)行比較，以確定樣品的固化程度。在具有Tiab數(shù)字控制系統(tǒng)的NeneM3000測(cè)試框架上以三點(diǎn)彎曲進(jìn)行彎曲測(cè)試(ISO14125-1998)o試樣尺寸為50X15mm,在所有情況下試樣厚度為0.88mmo跨度為40mm,試驗(yàn)速度為2mm/min。在所有情況下，至少測(cè)試五個(gè)樣品。結(jié)果與討論接觸排列和樣品厚度的影響結(jié)合接觸排列和樣品厚度的研究。向復(fù)合材料增加更多的層增加了可能的接觸布置的數(shù)量。所有評(píng)價(jià)的組合示于圖5。表1顯示了樣品中的平均溫度變化。為了達(dá)到該研究的目的，在每種情況下不必達(dá)到相同的溫度，因?yàn)檎谘芯康氖羌訜岬木鶆蛐远皇枪袒某潭?。由于溫度的維持在應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制器之前是手動(dòng)過程，保持接近160℃的穩(wěn)定值，并且使用穩(wěn)態(tài)值來確定溫度分布的均勻性。從數(shù)據(jù)中可以看出，在一些情況下，在樣品的端部處的溫度會(huì)發(fā)生較大差異。正是這種對(duì)不同接觸排列的分析尋求解決的不一致性。在幾種情況下，隨著正在尋找到接觸的正確應(yīng)用，樣品在接觸區(qū)中達(dá)到足夠的燃燒溫度。圖5中所示的觸點(diǎn)布置被認(rèn)為是可靠的。下表顯示了三者的平均溫度熱電偶和讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。低的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示良好的加熱均勻性，并因此表示實(shí)際的接觸布置。圖4裝入真空袋前電固化面板的典型樣品設(shè)置很明顯，不管樣品厚度如何，接觸類型1和類型2給出最均勻的加熱，每種情況下的變化低于7ro這些幾何形狀，其中包圍所有層的觸點(diǎn)以及包圍除外層外的所有觸點(diǎn)也是最簡(jiǎn)單的生產(chǎn)方式。盡管加接觸數(shù)，使得生產(chǎn)不必要地復(fù)雜，因而圖5加接觸數(shù)，使得生產(chǎn)不必要地復(fù)雜，因而圖5用于評(píng)估電固化面板中的加熱均勻性的接觸裝置發(fā)現(xiàn)X型具有高的均勻性，但由于需要增差而放棄。因此，所有進(jìn)一步的研究都采ContacttypeFourpliesACSixpliesACEightplies/JC1164±5163±2156±62170±6159±1161±53146±22152±104162±18X158±5Y153±15用1型觸點(diǎn)，因?yàn)樗呐帕惺亲詈?jiǎn)單的,同時(shí)也可以選擇2型觸點(diǎn)。樣品厚度對(duì)所需電壓和電流的影響制備樣品，尺寸為14x6cm,使用1型接觸并處理1小時(shí)。在每種情況下將樣品保持在150-170°C之間，測(cè)定所需的電流和電壓。結(jié)果示于表2中，計(jì)算所需的功率。從表2中給出的數(shù)據(jù)，可以清楚的看到，層厚度的增加會(huì)導(dǎo)致測(cè)量電壓的下降和隨后的測(cè)量電流的上升。然而，當(dāng)厚度加倍時(shí)，功率需求不是也增加一倍，而是以在更低梯度下以線性方式增加。通過復(fù)合材料的電性能來解釋該現(xiàn)象。隨著面板的厚度增加，面板的電阻減小。因此，對(duì)于給定長(zhǎng)度的復(fù)合材料，隨著厚度增加,根據(jù)歐姆定律會(huì)觀察到更高的電流和更低的電壓。功率增加相對(duì)較小的事實(shí)表明，隨著

2500n i i i i0 20 40 60 80Samplelength(cm)圖6使用1型觸點(diǎn)將不同長(zhǎng)度的面板加熱到1609所需的功率比較商業(yè)上可行，這是非常理想的。樣品長(zhǎng)度對(duì)功率要求和溫度均勻性的影響加熱14,30,40和60cm長(zhǎng)的面板所需的功率如圖6所示；在每種情況下，將板在約160℃下處理1小時(shí)。隨著采樣長(zhǎng)度的增加，功耗以線性方式增加，梯度為1：1,但偏移約為20W.這可能是由于接觸電阻和電源引線中的電阻引起的，這意味著即使是0cm長(zhǎng)的面板也會(huì)消耗一些能量。對(duì)于大型面板，功率要求不會(huì)過大，說明使用本研究中采用的布置，尺寸為lmX10cm的面板將需要大約350W的功率來固化它。表2使用1型接觸和尺寸為14x6cm復(fù)合面板的固化的電氣要求，在150和170C固化一小時(shí)213.0213.03.9415.83.4619.42.9820.82.87732

50.53,56,58.厚度增加，該過程變得效率更高，當(dāng)然在本研究中達(dá)到2mm厚度。如果該方法在NumberoflayersCurrent/AVoltage/VPov/er/W

為了檢查面板的溫度均勻性，使用熱成像來評(píng)估面板，并將數(shù)據(jù)繪制為溫度圖。發(fā)現(xiàn)樣品溫度在面板的中心是均勻的。然而，在樣品邊緣，每側(cè)外部2cm的溫度比目標(biāo)溫度低超過10℃。另外，在面板的每個(gè)端部處的觸點(diǎn)附近，發(fā)現(xiàn)大約5cm深的區(qū)域比目標(biāo)溫度低超過10℃的溫度。由于于周圍環(huán)境和制造工藝的精確布置，因?yàn)榭梢栽谳椛浔砻孢M(jìn)行冷卻。為了使其對(duì)當(dāng)前研究的影響最小化，對(duì)所有電固化實(shí)驗(yàn)使用限定的布置，使得真空袋復(fù)合材料在整個(gè)過程中暴露于室溫下。這顯然不是最優(yōu)的解決方案，預(yù)期可以對(duì)該方法進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，例如在絕熱環(huán)境中進(jìn)行固化發(fā)現(xiàn)這些尺寸與樣品尺寸無關(guān)，并且它們與在制造后被剪切的樣品的邊緣一致，所以其均勻性是可接受的，特別是在較大面板的情況下。45X25cm的面板的溫度圖的示例在圖7中。其中面板在外部加熱的常規(guī)固化工藝具有限定的邊界條件，而電固化高度依賴過程。然而，這種簡(jiǎn)單化的方法允許作者以其最基本的形式研究該方法的可行性,并且進(jìn)一步的優(yōu)化將使得該方法更有效,隨著熱損失的減少?；瘡?fù)合材料的熱性能使用DSC對(duì)樣品復(fù)合物的固化程度進(jìn)一步分析。獲得烘箱固化，熱壓罐固化和電固9smzI。8SZ61ms9TIII9smzI。8SZ61ms9TIIIO6ZImz9bmzo68OZ寸986irxirxizzzrxjLengthmm89sbzI。6Lcnsz61m寸mmmEmbbb019.238.557.776996.2115.4134.6153.8173.1192.3211.5230.8250.0■75-77■91-93I.107-10977-7993-95■109-111■79-81■95-97■111-113Temperature℃■81-83 ■ 83-85■97-99 ■ 99-101■113-115■115-117■85-87■101-103■117-119■87-89 ■89-91■103-105■105-107■119-121圖7使用類型1觸點(diǎn)加熱到120'C的面板表面溫度均勻性圖，尺寸為45x25cm(ME二dnOPU3)ic-BaHTime(Seconds)圖(ME二dnOPU3)ic-BaHTime(Seconds)圖8未固化，電固化，烘箱固化和熱壓罐固化的復(fù)合材料的DSC曲線，顯示與樹脂固化有關(guān)的峰和

b固化樣品的細(xì)節(jié)化面板的DSC數(shù)據(jù)，并與從預(yù)浸料材料的未固化樣品獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較（圖8）o在所有情況下，在已知在電固化體系中具有良好溫度均勻性的區(qū)域內(nèi)，從面板的中心獲取樣品。圖8-a給出了數(shù)據(jù)，可看出在任何固化曲線中幾乎沒有殘余固化。圖8-b展示了三個(gè)固化樣品的細(xì)節(jié)，表明在熱壓罐固化的樣品中存在非常少的可辨別的峰，而電固化的樣品具有小的放熱峰,并且在烘箱固化的樣品中存在明顯的峰。計(jì)算峰面積得出固化度示于表3中。顯然，電固化材料比烘箱固化材料的固化更完全，但是沒有熱壓罐完全。從這些數(shù)據(jù)中，顯而易見的是，電固化工藝可以成功地固化復(fù)合材料內(nèi)的環(huán)氧樹脂。然而，機(jī)械性能的比較對(duì)于確定加工技術(shù)是否可以給出可比較的結(jié)果是必要的。固化復(fù)合材料的機(jī)械性能與DSC測(cè)試一樣，從電固化面板中的均勻加熱區(qū)域獲取樣品。對(duì)于四層復(fù)合材料的彎曲模量數(shù)據(jù)（圖9）顯示，對(duì)于電固化獲得的彎曲模量顯著高于烘箱固化的樣品，而對(duì)于熱壓罐固化的樣品，發(fā)現(xiàn)性能在統(tǒng)計(jì)學(xué)上是相同的。在所有情況下發(fā)現(xiàn)彎曲強(qiáng)度相同（圖10）,表明在電固化和熱壓罐固化的樣品中的更高的固化度被認(rèn)為是模量的增加，而強(qiáng)度不受影響。由于本研究的目的是研究使用直接電加熱固化復(fù)合板的可行性，所以機(jī)械性能測(cè)試的結(jié)果是積極的。顯然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了制備具有所需性能和與常規(guī)固化方法等效的性能的復(fù)合材料的目的。使用該方法已經(jīng)制造出了已公

CureprocessDegreeofcure/%Oven94.4Autoclave99.9Electric97.2表3各制造途徑的固化程度，DSC的計(jì)算結(jié)果6050403020100OvenAutoclaveElectriccureCureprocessDegreeofcure/%Oven94.4Autoclave99.9Electric97.2表3各制造途徑的固化程度，DSC的計(jì)算結(jié)果6050403020100OvenAutoclaveElectriccure(cd。5102-fiBC0.10-sseots-23XOZAutoclaveElectriccure圖10電固化復(fù)合材料試樣的抗彎強(qiáng)度隨著厚度的增加而增加。一旦考慮接觸電阻的功率需求，試樣長(zhǎng)度的增加引起直接結(jié)論該研究的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是電固化樣品具有比使用常規(guī)制造方法制備的復(fù)合材料更好的機(jī)械性能。電固化樣品的固化度超過了來自烘箱固化的固化度，并接近于熱壓罐固化的固化度。已經(jīng)評(píng)估了用于電固化的最佳接觸幾何排列以及樣品長(zhǎng)度和厚度對(duì)所需功率的影響。樣品厚度的增加導(dǎo)致所需功率的比例增加比一比一更少，這意味著固化效率成比例的功率增加。發(fā)現(xiàn)加熱的均勻性在面板的中心是良好的，約2cm需要從面板邊緣移除并且距每端小于5cm,以獲得均勻固化的面板。正在進(jìn)行的進(jìn)一步工作是優(yōu)化該方法以最大化空隙去除和優(yōu)化固化時(shí)間表。隨