风电叶片模具用碳化硅热容层导热性能研究.pdf

《风电叶片模具用碳化硅热容层导热性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、50风电叶片模具用碳化硅热容层导热性能研究2014年7月风电叶片模具用碳化硅热容层导热性能研究李义全，逢增凯，陈万康，张作朝(北京玻钢院复合材料有限公司，北京102101)摘要：采用真空灌注成型工艺制备了模拟叶片模具玻璃钢复合材料试板，利用碳化硅作为试板的导热层，研究了不同目数的碳化硅导热均匀性。结果表明，当220目碳化硅与100目碳化硅质量比为1：1时，碳化硅导热均匀；当碳化，硅l／环氧树脂混合体系的黏度为2．9Pa·s时，体系具有适宜的刮腻性，适合将其作为叶片模具热容层；将碳化硅应用于叶片模具生产中时，模具表面平均温度为63℃，温度整体分布比较均匀。关键词：风电

2、叶片模具；碳化硅；导热性能中图分类号：TB332iTK83文献标识码：A文章编号：1003—0999(2014)07—0050—031引言2实验环氧树脂具有优异的粘接性、力学性能、电绝缘2．1实验原料性、化学稳定性、收缩率低、可加工性等，在风电叶片Ara1dite@LY564环氧树脂，胺类固化剂Aradur~及叶片模具领域应用广泛]。但由于环氧树脂属22962，美国Huntsman公司；碳化硅(100目、220于热的不良导体(热导率入=0．20W／mK)，将其作目)，北京砂轮磨料磨具公司；电子称，台湾钰恒公为叶片模具基体树脂时，模具将会产生传热不均、模司；2000g

3、玻璃纤维四轴布ECW2000(0~／+45。／具表面温差大的问题，造成模具自身后固化不均，部90。／一45。)一1260，泰安玻璃纤维有限公司；汉高分区域玻璃化转变温度(Tg)达不到使用要求，影响55-NC脱模剂，北京伊诺瓦科技有限责任公司。2．2实验仪器模具质量及使用寿命。2X一30型真空泵，上海真空泵厂；NDJ．1型旋转目前通过结构改性制备导热环氧树脂难度较黏度计，上海精科实业有限公司；红外测温枪，上海大，通常采用的方法是在环氧树脂中填充高导热性艾测电子科技有限公司；红外热成像仪，美国福禄克填料，借助其原子晶体和致密结构，以声子为载流公司。子，提高环氧树脂的导热

4、性能_4]。碳化硅具有导2．3试样制备电性优、导热性佳(热导率=84W／mK)、硬度高、称取一定质量的LY564环氧树脂，加入一定质韧性强、耐磨损性好和耐高温性佳等诸多优异性能，量胺类固化剂Aradur@22962，环氧树脂：固化剂=将其作为基体树脂的导热填料，可以显著提高复合100：25(重量比)。缓慢加入不同粒度及级配的碳材料的导热性能J。化硅，搅拌均匀，直到体系的黏度达到适宜的刮腻本文采用碳化硅作为导热填料，以环氧树脂为性，确定碳化硅热容层腻子便于操作的最佳粘度，进基体，玻璃纤维为增强材料，模拟叶片模具的结构。而得到腻子的最佳质量组成配比。采用真空灌注成型工艺

5、，制备了碳化硅／环氧树脂复取一定尺寸的光洁模具，清洁表面后涂55．NC合材料试验平板，测试了碳化硅作为热容层，模拟平脱模剂，每0．5h涂一次，总共涂三次。采用真空灌板的导热均匀性及热导率。并将碳化硅应用于叶片注工艺制备玻璃纤维／环氧树脂复合材料试验平板，模具生产中，作为模具的导热热容层，测试了模具表采用5层增强纤维四轴布，平板尺寸为1．2×1．0×面的温度均匀性。0．8m，模拟叶片模具内结构层，室温固化24h。在平收稿日期：2014-01-23作者简介：李义全(1976一)，男，工程师，主要从事风力发电配套用叶片模型模具的研制。

6、避§l姆2014年第7期玻璃钢／复合

7、材料51板表面铺设电加热线，间距为20ram，模拟叶片模具袁2模拟叶片模具平板的温度差(℃)的电加热方式。加热线铺好后，将环氧树脂固化剂碳化硅按最佳配比混合，并搅拌均匀。将平板分为四个区域，分别采用无碳化硅，220目碳化硅，100目碳化硅，220目与100目碳化硅1：1混合。在加热线从表2可以看出，无论采用哪种碳化硅热容层，上面刮混合好的碳化硅腻子作为导热层，厚度与电模拟叶片模具平板的平均温度差不超过4．4~E，无加热线的直径相同，放两个热电阻，室温固化5h。热容层平板的温度差为6℃。说明碳化硅作为叶片然后灌注外结构层，采用4层增强纤维四轴布，铺一模具的热容层可以一

8、定程度上增强其导热性，避免层轻木，轻木下面放两个热电阻，最后再铺1层玻璃因热容层导热不均匀造成的叶片模具加热不均，进纤维布，真空灌注，室温固化24h。连接热电阻，热而导致叶片模具收缩不均、变形较大等问题。电阻分别与腻子层和轻木下层热电阻连接。模拟的采用220目：100目碳化硅=1：1时，温度差最叶片模具结构从下到上依次是模具／外结构／电加热低为4．0qC。无机填料的导热主要是靠晶格声子振线／碳化硅导热层／轻木／外结构。动来完成的19]，通过不同粒径的填料进行匹配，可以将制备的模拟叶片模具平板脱模后，将内结构增加材料中颗粒问的接触，使导热颗粒在复合材料的表面按5c