ERHC方法固化聚合物基复合材料的研究（四）

4.2电热性能

除了机械性能外，复合材料的电热性能也是一个研究热点。夏使用偏振拉曼光谱发现电场的干预将促进基质中GNP在应用电场方向上的对齐，然后调整GNP/环氧复合材料的微观结构，以满足实际应用的具体要求，使ERHC样品表现出各向异性。因此，ERHC样品的导电率比OHC样品高出一个数量级，OHC样品在导电性上是各向同性的（图16(a））。通过比较CNT纳米复合材料的导电性在不同温度下的烤箱和焦耳加热中固化，Jang发现，无论应用电压和固化方法如何，纳米复合材料的导电性几乎保持不变（图16（b)）

图16 不同固化方法制备的GNP/环氧复合材料性能比较

4.3过程可持续性

研究发现，ERHC在可持续发展方面具有独特的优势。Lee等人发现，当输入功率为30W时，使用A-CNT微加热器进行烤箱外固化可以将约90%的输入能量传输到该部件，这与烤箱固化不同，烤箱固化不需要考虑零件和烤箱尺寸之间的匹配程度。

因此，复合材料的大规模生产能力是更大的。在他们的进一步研究中，他们发现该方法的热传递具有即时响应特性，可以直接控制每个部分的温度。因此，这种方法有可能少固化过程中热史造成的零件变形。

与烤箱固化相比，烤箱外固化的最大功耗仅为12.5瓦(图17)，并将总功耗减公了两个数量级以上，从14兆焦耳降至0.1兆焦耳。此外，刘指出，当使用膜加热元件进行电阻加热和固化时，焦耳加热膜的尺寸可以调整，以适应复合层压板的表面尺寸。因此，在制造大型零部件时，节能预计将更高。

图17 ERHC固化与烤箱固化功耗比较

总之，直接传热到复合材料在不同的固化方法下，OHC样品和ERHC固化复合材料之间的电性能作为不同固化阶段频率函数的比较。样品内部的微尺度传热距离是ERHC方法更节能、更节能的根本原因。此外，ERHC制备的复合材料的性能与烤箱固化样品无法区分甚至改进，并在大规模采购方面具有独特的优势，预计这是取代OHC方法的合适选择。

5总结和展望

ERHC方法可以减少制造时间和能耗，同时保持甚至提高材料产品的质量。然而，大规模组件的生产和材料的普遍性仍然是 ERHC 需要克服的困难。因此，为了克服这些实际差距，并更高效、更稳定地应用ERHC 复合材料，可以从以下几点进行深入探索：

（1）需要进一步探索和扩展加热器的制备方法、现有形式和具体结构，以适应固化以及不同结构和各种复合材料的成型；

（2）合理设计加热器与电极（电源）和电极类型之间的连接方法，以充分展示加热器的性能优势；

（3）结合数值分析和实验模拟来预测和优化ERHC工艺;（4) 应对加热器的信号采集和控制系统进行集成设计，以实现固化过程中的精确的温度控制，并提高工艺安全。

本文综述了使用ERHC方法固化复合材料的研究进展，并阐述了ERHC的加热机理和固化过程、加热元件的分类和制备方法和性能，以及ERHC 的优点。为固化复合材料工艺发展拓展思路。

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