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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109249652A(43)申请公布日2019.01.22(21)申请号201810958326.3(22)申请日2018.08.22(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人吴林志杨志韬刘鑫于国财(51)Int.Cl.B32B3/12(2006.01)B32B9/00(2006.01)B32B9/04(2006.01)B32B5/12(2006.01)B32B37/06(2006.01)B32B37/10(2006.01)B32B37/12(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称全碳纤维复合材料蜂窝结构及其制备方法(57)摘要本发明提供一种全碳纤维复合材料蜂窝结构及其制备方法,包括上面板、波纹板蜂窝夹芯层和下面板,所述波纹板蜂窝夹芯层设置在上面板和下面板中间;所述波纹板蜂窝夹芯层由单片波纹板蜂窝芯子构成,所述单片波纹板蜂窝芯子有三个蜂窝单胞。本发明波纹板制备的蜂窝结构本身具有环向约束力,从而可以增加碳纤维的单向压缩强度,大大提高其平压强度和水压强度,并且比起同等强度的浮力材料玻璃微珠密度更加小,整体密度在0.25g/cm3,强度更高,可以提供更大的浮力,比起应用在水下几百米深的玻璃微珠浮力材料,全碳纤维复合材料蜂窝结构可以在水下3000米提供浮力应用。CN109249652ACN109249652A权利要求书1/2页1.一种全碳纤维复合材料蜂窝结构,其特征是,包括上面板、波纹板蜂窝夹芯层和下面板,所述波纹板蜂窝夹芯层设置在上面板和下面板中间;所述波纹板蜂窝夹芯层由单片波纹板蜂窝芯子构成,所述单片波纹板蜂窝芯子有三个蜂窝单胞。2.一种全碳纤维复合材料蜂窝结构的制备方法,其特征是,包括如下步骤:步骤一:制备复合材料面板,打开恒温加热台,调节温度至30℃,在加热台上面铺设8层单向增强碳纤维复合材料,然后用密封袋密封好,放入热压罐中升温加压固化,得到复合材料面板;步骤二:制备上面板和下面板,使用大于200目的砂纸打磨步骤一得到的复合材料面板的单侧表面,然后使用丙酮去除打磨面的灰尘和油污,再用去离子水清洗干净,然后烘干,得到处理后的复合材料面板,然后使用雕刻机切割复合材料面板得到上面板和下面板;步骤三:制备波纹板,打开恒温加热台,调节温度至30℃,在加热台上面铺设3层单向增强碳纤维复合材料,然后在6mm的波纹板阳模上面铺设压实成波纹板,最后合上阴模放入硫化机上面,调节温度至80℃,把硫化机合模保持10min,重复合模三次,之后再次合模并调节温度至130℃保持两小时,降温冷却得到波纹板;步骤四:制备单片波纹板蜂窝芯子,把单块波纹板放在波纹板模具上,用打磨机把波纹板凸起的波纹打磨粗糙,用丙酮擦洗干净,把擦干净的波纹板放在一块阴模上面,在波纹板凸起的波纹上面贴上胶膜,然后把另一块波纹板粘上去,然后再合上另一块阴模,在硫化机上面升温至130℃加压固化两小时,得到波纹蜂窝板,使用雕刻机将得到的波纹蜂窝板切割出带有三个单胞的波纹板蜂窝,得到单片波纹板蜂窝芯子;步骤五:制备波纹板蜂窝夹芯层,将步骤四得到的单片波纹板蜂窝芯子排列整齐的用胶膜粘接在一起,得到波纹板蜂窝夹芯层;步骤六:制备全碳纤维复合材料蜂窝结构,将上面板组装在波纹板蜂窝夹芯层上表面,将下面板组装在波纹板蜂窝夹芯层下表面,波纹板蜂窝夹芯层与上面板和下面板之间采用胶膜粘接,然后采用模具热压工艺固化两个小时,温度为130℃,冷却得到全碳纤维复合材料蜂窝结构。3.根据权利要求2所述的全碳纤维复合材料蜂窝结构的制备方法,其特征是,所述步骤一中单向增强碳纤维复合材料的铺层角度为[(0/90/90/0)]S。4.根据权利要求2或3所述的全碳纤维复合材料蜂窝结构的制备方法,其特征是,所述步骤三中单向增强碳纤维复合材料的铺层角度为(0/90/0)。5.根据权利要求2或3所述的全碳纤维复合材料蜂窝结构的制备方法,其特征是,所述步骤一中热压罐工艺过程为用抽真空检测并确认真空袋密封良好之后,以2.0℃/min的升温速率线性升温至80℃,增加罐内环境压力至0.1MPa后保持30分钟;然后以2.0℃/min的升温速率线性升温至130℃,增加罐内环境压力至0.3MPa后保持90分钟;待90分钟之后停止加热并释放罐内压力,待罐内温度冷却之后,取出固化好的复合材料面板。6.根据权利要求4所述的全碳纤维复合材料蜂窝结构的制备方法,其特征是,所述步骤一中热压罐工艺过程为用抽真空检测并确认真空袋密封良好之后,以2.0℃/min的升温速率线性升温至80℃,增加罐内环境压力至0.1MPa后保持30分钟;然后以2.0℃/min的升温速率线性升