導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測方法以及纖維曲折檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及為了檢測導(dǎo)電性復(fù)合材料的所述導(dǎo)電性纖維織布中的導(dǎo)電性纖維的曲折而使用的導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測方法以及纖維曲折檢測裝置，所述導(dǎo)電性復(fù)合材料通過層疊多張使樹脂含浸于導(dǎo)電性纖維織布的預(yù)浸漬體而成。
【背景技術(shù)】
[0002]在將多張使熱固化性樹脂含浸于導(dǎo)電性纖維織布、例如碳纖維織布的預(yù)浸漬體層疊而成型CFRP(導(dǎo)電性復(fù)合材料)的情況下，已確立有使用了熱壓的成型法，但是，近年來，正構(gòu)筑有對使用了該熱壓的成型法進(jìn)行取代的成型法，例如模具沖壓成型法。
[0003]在對這種使用了熱壓的成型法進(jìn)行取代的成型法中，需要對成型后的CFRP進(jìn)行關(guān)于有可能給機(jī)械式的性質(zhì)帶來影響的、碳纖維的曲折的再度驗證。
[0004]例如，在針對通過模具沖壓成型法成型為立方體形狀的CFRP的試驗體檢查有無碳纖維的曲折的情況下，若將沿著試驗體的平面的方向設(shè)為面內(nèi)方向、并且將試驗體的預(yù)浸漬體層疊方向設(shè)為面外方向，則雖然能夠通過迄今為止的超聲波探傷試驗(例如，參照專利文獻(xiàn)I。)發(fā)現(xiàn)碳纖維向面外方向曲折的狀況，但不能掌握碳纖維向面內(nèi)方向曲折的狀況。
[0005]因此，現(xiàn)狀是進(jìn)行CFRP的試驗體的切割面觀察，確認(rèn)是否在該切割面或其附近產(chǎn)生了纖維的曲折，或者對細(xì)微裁斷的CFRP的試驗體進(jìn)行X射線CT檢查，確認(rèn)在每個裁斷片中有無碳纖維的曲折。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開平02 —150765號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]但是，在上述CFRP的試驗體的切割面觀察中，只能獲得其剖面及其附近的信息，因此不能掌握試驗體整體的纖維的狀況。另一方面，在進(jìn)行X射線CT檢查的情況下，也需要細(xì)微裁斷CFRP的試驗體，因此，與切割面觀察相同，存在不能掌握試驗體整體中的纖維的狀況這樣的問題，解決該問題成為以往的課題。
[0010]本發(fā)明是著眼于上述以往的課題而完成的，其目的在于提供一種在確認(rèn)有無導(dǎo)電性復(fù)合材料中的纖維的曲折時能夠不局部切割、細(xì)微裁斷，而檢測出纖維的曲折、結(jié)果能夠掌握導(dǎo)電性復(fù)合材料的例如試驗體整體中的纖維的狀況的導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測方法以及纖維曲折檢測裝置。
[0011]本發(fā)明人等著眼于構(gòu)成導(dǎo)電性復(fù)合材料的導(dǎo)電性纖維織布的導(dǎo)電性，想到對導(dǎo)電性纖維織布的導(dǎo)電性纖維施加電流。而且發(fā)現(xiàn)，在沿希望確認(rèn)有無曲折的導(dǎo)電性纖維的方向施加電流時，可通過磁場傳感器捕捉在存在纖維的面內(nèi)方向的曲折的部分產(chǎn)生的磁通的紊亂，達(dá)成本發(fā)明。
[0012]本發(fā)明的第I方式為一種導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測方法，檢測將使樹脂含浸于導(dǎo)電性纖維織布的預(yù)浸漬體層疊多張而成的導(dǎo)電性復(fù)合材料的所述導(dǎo)電性纖維織布中的導(dǎo)電性纖維的曲折，為了使電流沿構(gòu)成所述導(dǎo)電性復(fù)合材料的所述多個預(yù)浸漬體之中作為確認(rèn)有無曲折的對象的多個預(yù)浸漬體的所述導(dǎo)電性纖維織布中的所述導(dǎo)電性纖維的方向流動，將一對電極連接于所述導(dǎo)電性復(fù)合材料，之后，使電流流經(jīng)所述一對電極間，并且使磁場檢測部件相對地對所述導(dǎo)電性復(fù)合材料進(jìn)行掃描，將所述磁場檢測部件通過該磁場檢測部件的掃描檢測出磁場的變化的部位判定為作為確認(rèn)有無曲折的對象的所述多個預(yù)浸漬體的所述導(dǎo)電性纖維織布中的所述導(dǎo)電性纖維產(chǎn)生了曲折的部位。
[0013]在本發(fā)明的導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測方法中，作為成為纖維曲折的檢測對象的導(dǎo)電性復(fù)合材料，例如能夠列舉在作為導(dǎo)電性纖維織布的母材的導(dǎo)電性纖維中使用了碳纖維的導(dǎo)電性復(fù)合材料，但并不限定于此。
[0014]此時，可作為導(dǎo)電性纖維織布的基質(zhì)的樹脂中使用熱塑性樹脂、熱固化性樹脂。在熱塑性樹脂中使用例如PEEK(聚醚醚酮樹脂)、PEI(聚醚酰亞胺樹脂)、PIXA(熱塑性聚酰亞胺樹脂)，在熱固化性樹脂中使用例如環(huán)氧樹脂、PETI — 5、PMR— 15。
[0015]在本發(fā)明的導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測方法中，若使電流流經(jīng)連接于導(dǎo)電性復(fù)合材料的一對電極間，則電流沿作為確認(rèn)有無曲折的對象的多個預(yù)浸漬體的導(dǎo)電性纖維織布中的導(dǎo)電性纖維的方向流動。
[0016]而且，在該狀態(tài)下，使磁場檢測部件相對地對導(dǎo)電性復(fù)合材料進(jìn)行掃描，將該磁場檢測部件檢測出磁場的變化的部位判定為作為確認(rèn)有無曲折的對象的多個預(yù)浸漬體的導(dǎo)電性纖維產(chǎn)生了曲折的部位，因此能夠不將由導(dǎo)電性復(fù)合材料構(gòu)成的例如試驗體局部切害J、細(xì)微裁斷，而檢測出纖維的曲折。
[0017]在本發(fā)明的導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測方法中，在確認(rèn)有無導(dǎo)電性復(fù)合材料中的纖維的曲折時，能夠不局部切割、細(xì)微裁斷，而檢測出纖維的曲折，因此，帶來了能夠掌握導(dǎo)電性復(fù)合材料的例如試驗體整體中的纖維的狀況這一非常優(yōu)異的效果。
【附圖說明】
[0018]圖1A是本發(fā)明的一實施例的導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測裝置的概略結(jié)構(gòu)說明圖。
[0019]圖1B是表示導(dǎo)電性復(fù)合材料的試驗體的立體說明圖。
[0020]圖2A是表示圖1A中的導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測裝置的磁場傳感器的掃描要領(lǐng)的試驗體的俯視說明圖。
[0021]圖2B是表示磁場傳感器的掃描時的試驗體與磁場傳感器的位置關(guān)系的試驗體的局部側(cè)視圖。
[0022]圖3A是表示利用圖2A的磁場傳感器進(jìn)行掃描時的、無曲折的情況下的磁場的說明圖。
[0023]圖3B是表示利用圖2A的磁場傳感器進(jìn)行掃描時的、有曲折的情況下的磁場的說明圖。
[0024]圖4A是利用圖1A中的導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測裝置對試驗體進(jìn)行曲折檢測的證實試驗時的掃描范圍說明圖。
[0025]圖4B是表示試驗體的背面掃描時的曲折檢測結(jié)果的圖。
[0026]圖4C是表示試驗體的表面掃描時的曲折檢測結(jié)果的圖。
[0027]圖5A是表示利用圖1A中的導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測裝置的磁場傳感器將感磁軸錯開90°來進(jìn)行掃描時的、有曲折的情況下的磁場的說明圖。
[0028]圖5B是表示本發(fā)明的其他實施例的導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測裝置的電極的試驗體的局部側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0029]以下，基于【附圖說明】本發(fā)明。
[0030]圖1A?圖4C表示本發(fā)明的導(dǎo)電性復(fù)合材料的纖維曲折檢測方法以及纖維曲折檢測裝置的一實施例。
[0031]如圖1A所示，該纖維曲折檢測裝置I具備載置導(dǎo)電性復(fù)合材料的試驗體S的工作臺
2、在工作臺2上的試驗體S的上方以適當(dāng)?shù)拈g隔進(jìn)行保持的磁場傳感器(磁場檢測部件)3、如后述那樣對試驗體S進(jìn)行通電的電流施加部4、驅(qū)動工作臺2的驅(qū)動器5、以及控制部6，根據(jù)來自該控制部6的指令利用電流施加部4對試驗體S進(jìn)行通電，同樣根據(jù)來自控制部6對驅(qū)動器5的指令驅(qū)動工作臺2，從而使磁場傳感器3對試驗體S進(jìn)行掃描。
[0032]在該情況下，如圖1B所示，關(guān)于試驗體S，通過將使熱塑性樹脂或者熱固化性樹脂含浸于導(dǎo)電性纖維織布SS、且使纖維取向方向彼此錯開90°的多張預(yù)浸漬體(ShS3,…，SnW&A，...，Sn)交替層疊而成型為立方體形狀，在該實施例中，為了使電流沿試驗體S中的多個預(yù)浸漬體Si?Sn之中作為確認(rèn)有無曲折的對象的多個預(yù)浸漬體S2、S4、-_、Sn的導(dǎo)電性纖維織布SS中的導(dǎo)電性纖維SE的方向(圖1B中的長度方向)流動，如圖2A所示那樣將一對電極11、12連接于試驗體S的兩端部。
[0033]此外，在將確認(rèn)有無曲折的對象設(shè)為多個預(yù)浸漬體S1、S3、…、Sh的情況下，為了使電流沿各個導(dǎo)電性纖維織布SS中的導(dǎo)電性纖維SE的方向(與圖1B中的長度方向正交的方向)流動，將一對電極11、12連接于試驗體S的兩側(cè)部。
[0034]在通過該纖維曲折檢測裝置I確認(rèn)有無試驗體S中的導(dǎo)電性纖維SE的曲折時，首先，若利用電流施加部4使電流流經(jīng)連接于試驗體S的一對電極11、12間，則電流沿作為確認(rèn)有無曲折的對象的多個預(yù)浸漬體S2、S4、一、Sn的導(dǎo)電性纖維織布SS中的導(dǎo)電性纖維SE的方向(圖2A中的空心箭頭方向)流動。
[0035]在該狀態(tài)下，使載置有試驗體S的工作臺2動作，使磁場檢測方向與圖2A的粗箭頭方向一致的磁場傳感器3沿著箭頭對試驗體S進(jìn)行掃描。此時，如圖2B所示，使磁場傳感器3離開試驗體S距離LF(以升起量LF)而進(jìn)行掃描。
[0036]在該掃描中，在不存在導(dǎo)電性纖維SE的曲折的情況下，如圖3A所示，未檢測出表示磁場檢測方向的異常(磁通的紊亂)的磁場的變化，在存在導(dǎo)電性纖維SE的曲折的情況下，如圖3B所示，檢測出表示磁場檢測方向的異常的磁場的變化。
[0037]在控制部6中，將磁場傳感器3檢測出磁場的變化的部位判定為在作為確認(rèn)有無曲折的對象的多個預(yù)浸漬體S2、S4、…、Sn的導(dǎo)電性纖維SE產(chǎn)生了曲折的部位。
[0038]因此，能夠不局部切割試驗體S或細(xì)微裁斷，而檢測出導(dǎo)電性纖維SE的曲折，能夠掌握試驗體S整體中的導(dǎo)電性纖維SE的狀況。
[0039]因此，利用該實施例的纖維曲折檢測裝置I進(jìn)行確認(rèn)有無試驗體S中的導(dǎo)電性纖維SE的曲折的證實試驗。
[0040]此時，在磁場傳感器3中使用了MI傳感器。另外，作為試驗體S，采用如下試驗體:其通過在作為母材的導(dǎo)電性纖維中使用碳纖維、在作為基質(zhì)的樹脂中使用作為熱塑性樹脂的PEI(聚醚酰亞胺樹脂)而成，并已通過X射線CT檢查確認(rèn)了碳纖維的面內(nèi)方向上的曲折的存在。此外，磁場傳感器3并不限定于MI傳感器，也能夠使用GMR傳感器、FG傳感器。
[0041]然后，將試驗時的條件設(shè)為:施加于一對電極11、12間的電流使用頻率為IkHz?I OMHz的交流電流，使該電流密度為125A/m2以