复合材料表面涂层多级微脉管修复剂输送系统研究

申儒林 龙明俊 任美建 龚艳玲

（1 中南大学机电工程学院，长沙 410083）

（2 高性能复杂制造重点实验室，长沙 410083）

文 摘 为了实现复合材料表面涂层划痕的多点自修复，研究多级管径的修复剂输送系统。在涂层中分别布置了主管道、次级管道以及末端微纳/多孔结构，构成多级微脉管修复剂输送系统。研究发现三级微脉管输送系统输送修复剂的效果最好，修复剂扩散更为均匀，扩散速度更快；主级管道水平布置更为合理，管道不易堵塞，修复剂输送更流畅，而且将主级管道嵌入基体中，可以减少其对涂层性能的影响。对末级管道结构的进一步研究表明，导流网结构比多孔泡沫镍的输送效果更好。因此，使用将主管道水平嵌入基体，末端微纳结构使用导流网的三级微脉管系统有望应用于复合材料表面涂层划痕的自修复。

0 引言

材料自修复技术可以延长材料的使用寿命，避免突然失效造成损失、减少成本。自修复技术通常通过预埋微胶囊［1-6］和微脉管［7-12］两种修复剂供应方式进行修复。其中采用微脉管作为自修复通道，可以更好地向受损区域提供修复剂。采用一定工艺在基体或涂层中预制微脉管，当微脉管受到外力破坏后，修复剂在毛细管效用或者外部压力作用下，流入破损区域，发生物理/化学反应，完成修复。

管道的设计与制备对修复效果的影响至关重要，MOTUKU 等人［13］研究了纤维增强聚合物（FRPs）玻璃管对修复效果的影响。BLEAY等人［14］研究微尺度丝状通道，采用15 μm 直径的玻璃纤维创建单向预浸渍层。……