国家标准计划《碳纤维增强复合材料液体成型渗透率的测定》由 TC572（全国碳纤维标准化技术委员会）归口 ，主管部门为国家标准委。

主要起草单位 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 。

碳纤维增强复合材料制造成本居高不下，成为影响复合材料扩大应用的主要障碍之一。

据统计，70%的航空复合材料构件成本来源于制造，降低制造成本是突破复合材料发展瓶颈的关键。

液体成型制造是指将液态树脂注入铺放有纤维增强材料预制体的闭合模腔中，液态树脂流动浸润预制体，在预设的温度下完成复合材料产品成型的，是低成本复材制造的代表性工艺。

目前广泛应用于汽车部件、风电叶片、船舶、飞机承力件等，随着国家重大装备发展，大尺寸、大厚度、复杂化、整体化的复合材料结构趋势和纤维增强塑料的多样化，统一液体成型过程中相关测试方法显示出重要性和实际应用价值。

液体成型是指液态聚合物注入到铺有纤维预制体的闭合模腔中，或将加热融化预先放入的模腔内的树脂膜，液态聚合物在模腔内流动的同时完成树脂纤维的浸润并固化为制品的一类制备技术，是RTM、VARI、RFI、HPRTM、SCRIMP等一类复合材料成型工艺的统称。

本标准适合树脂注入类的液体成型工艺，不适用树脂膜类的工艺。

树脂注射是液体成型过程中很大的难点，采用工艺试验的方法需要多次反复试验，周期长、成本高，随着仿真技术的发展，需要把纤维预制体各方向的渗透率输入仿真软件中对零件模型进行注胶模拟，以确定注胶口和入胶口，并开展注胶过程模拟确定工艺参数。

渗透率是增强材料的固有特性，直接影响树脂对预制体的流动浸润过程和效果，特别是成型厚度较大并且形状复杂的产品时需要测量预制体的面内渗透率甚至三维渗透率，否则导致树脂对预制体浸渍不充分，产生贫富胶、表面凹陷和凸起、微裂纹、孔隙率过高等缺陷，最终影响复合材料结构的质量和稳定性。

因此渗透率是液态成型工艺的关键参数。

渗透率测试过程影响因素多，多数评估预制体渗透率的方式是理论模型预测或流体流动试验测试，后者更贴近实际需要。

但目前试验测试装置基本都为自制，测试过程影响因素多，测试值受物理性能（孔隙、粗糙度、纤维扭曲、流道长度等）的影响，这些因素又受到压力、纤维结构、构件厚度、铺层顺序等的影响。

需要解决不同预制体在面内和厚度方向上渗透率测试标准化问题，如在渗透过程中容易出现边缘效应的问题，直接影响流动前锋的测量，需要设计合适的模腔，控制注射压力来控制流速，关注预制体与模具边界的气密性，以减少实际充模过程中的边缘扰动。

同时各向异性材料多层复合材料渗透时各纤维层渗流速度不一致，试验结果具备一定的随机性，需要通过合适的处理方法有效减少试验和样品带来的随机误差，保证试验结果的稳定性和精确性。

因此，建立规范的方法测试不同类型的预制体的渗透率非常必要。

可以统一业内测试方法，形成业内评价预制体渗透性的指标之一，以支持在各行业的产品开发和应用推广，同时填补碳纤维增强塑料渗透率测试的标准空白，进一步完善我国碳纤维标准体系建设。

目前标准起草单位中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心是碳纤维材料应用方，拥有渗透率测试和液体成型设备、VARI和RTM液体成型工艺经验和能力制造经验和能力，先后完成民机多种液体成型结构件的制造，如支架、支座、角撑板、夹板、机翼前缘导流片、窗框吊挂后整流罩壁板一体化成型、全尺寸副翼结构件等。

先后测试了南京玻璃纤维研究设计院、中航复合材料有限公司、江苏恒神的多种原材料，选取了四种厚度的织物、九种单向带，分别注入环氧树脂和大豆油，结果显示所得树脂和油的流动前锋与注模时数值稳定，证明了该套试验方法的有效性。

本标准规定了碳纤维增强复合材料预制体渗透率测试的原理、仪器设备、样品、试验步骤、试验数据处理和试验报告。本标准适用于树脂注入类的液体成型工艺中预制体渗透率，包括面内渗透率KX与KY（X、Y两个方向）和厚度渗透率KZ（Z向）两类测试。 本标准是采用单向法测试前锋的非饱和流动，通过树脂流动浸渍过程中的流动前锋位置与时间的关系来计算纤维预制体渗透率，规定了碳纤维增强复合材料预制渗透率测试的试验方法、操作步骤、试验结果判定等。