叠层碳纤维增强预浸布材料及其包覆弹翼成型方法.pdf

(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CN113246339A(43)申请公布日2021.08.13(21)申请号202110800222.1(22)申请日2021.07.15(71)申请人北京航天天美科技有限公司地址300300天津市东丽区开发区四纬路26号院内1号厂房B区申请人北京航天和兴科技有限公司(72)发明人杨红娜蔡风园修建(74)专利代理机构天津市鼎拓知识产权代理有限公司12233代理人任小鹏(51)Int.Cl.B29B15/08(2006.01)B29B15/12(2006.01)B29C70/38(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称叠层碳纤维增强预浸布材料及其包覆弹翼成型方法(57)摘要本申请涉及一种叠层碳纤维增强预浸布材料，及利用该材料层叠后到弹翼的成型方法。采用电介质阻挡放电反应器进行常温等离子体改性，得到改性后的碳纤维织物，将改性后的碳纤维织物在室温下经传到辊浸没入PPS树脂胶液中，得到碳纤维增强预浸布，并利用该预浸布层叠得到弹翼。等离子体源气体中增加含硫气氛，便于提高与含硫树脂结合性，等离子体处理还可实现粗化效果，最终能够提高弹性模量和断裂强度。CN113246339ACN113246339A权利要求书1/1页1.一种叠层碳纤维增强预浸布材料，其特征在于，采用电介质阻挡放电反应器进行常温等离子体改性，得到改性后的碳纤维织物，将改性后的碳纤维织物在室温下经传导辊浸没入PPS树脂胶液中，均匀涂抹在试样的两面，经滚压去除多余树脂达到预定厚度得到碳纤维增强预浸布，将浸没过胶液的碳纤维布放在双辊开炼机上，反复滚压，所述碳纤维织物改性方法包括，在反应腔室电极间通入高纯硫化氢、氧气混合气体，通气流速为20‑25mL/min，硫化氢与氧气体积比为（0.2‑0.4）:1，在电介质阻挡放电反应器中施加10kHz、20‑25kV的交流电源产生常温含硫等离子体，对样品施加处理1‑2min。2.一种弹翼成型方法，其利用权利要求1所述的一种叠层碳纤维增强预浸布材料作为结构部件，其特征在于成型方法主要步骤如下：1)弹翼主梁上型面位置采用过渡定位工装铺设14层碳纤维增强预浸布；2)弹翼主梁下型面位置采用过渡定位工装铺设38层碳纤维增强预浸布；3)弹翼主梁上下弧面展向各平铺4层碳纤维增强预浸布；4)弹翼主梁侧面缠绕4层碳纤维增强预浸布；5)对铺设的弹翼主梁进行加热固化，在成型工装中120℃加热固化2h后拆除成型工装。2CN113246339A说明书1/3页叠层碳纤维增强预浸布材料及其包覆弹翼成型方法技术领域[0001]本申请属于复合材料的制备及应用技术领域，尤其涉及一种碳纤维增强预浸布材料的制备方法，及利用该材料层叠后得到弹翼的成型方法。背景技术[0002]弹翼是连接在弹体上的主要翼面，其主要功能是产生空气升力，托举弹体，并起到稳定操控的作用。随着现代武器对飞行气动性能要求越来越高，弹翼的翼型越来越薄，弯扭刚度也越来越小，其气动弹性问题也越来越严重。常规的弹翼采用轻质合金或复合材料制成，目前碳纤维增强预浸料作为弹翼使用，其具有比重量小等优异特点。碳纤维增强预浸复合材料具有良好的可设计性,使得在飞行器结构减重方面得到极大的应用。但是由于弹翼在飞行过程中会发生变形、振动、发散和颤振等现象，若振动变形较大，容易产生较大的交变应力，很容易造成疲劳裂纹，对碳纤维增强预浸复合材料的结构强度也提出了更高的要求。发明内容[0003]碳纤维织物预处理，采用电介质阻挡放电反应器中进行常温等离子体改性，在反应腔室电极间通入高纯硫化氢、氧气混合气体，通气流速为20‑25mL/min，硫化氢与氧气体积比为（0.2‑0.4）:1，在电介质阻挡放电反应器中施加10kHz、20‑25kV的交流电源产生常温含硫等离子体，对样品施加处理1‑2min。[0004]将改性后的碳纤维织物在室温下经传到辊浸没入PPS树脂胶液中，均匀涂抹在试样的两面，放置一段时间后，再次浸没树脂胶液，使树脂浸透碳纤维织物；经滚压去除多余树脂达到预定厚度得到碳纤维增强预浸布，将浸没过胶液的碳纤维布放在双辊开炼机上，调节两个辊轮之间的间距，开动机器，反复滚压，以除去多余的树脂，使树脂含量达到标准，双辊开炼机的温度为55‑65℃，加热有利于树脂胶液中低沸点溶剂的挥发，同时又能提高预浸程度，直到树脂均匀浸渍于碳纤维中，将预浸布取下。[0005]弹翼主梁包括弹翼端部及型面部，端部为飞行过程中的迎风面，弹翼主梁为高强钢框架结构，表面具有镂空结构以减轻重量，弹翼主梁端部包括上下弧面，型面部分为上型面和下型面，在弹翼表面各区域铺设碳纤维增强预浸布，后经加热固化得到碳纤维复合材料弹翼。[0006]具体的碳纤维复合材料弹翼铺设包覆缠绕成型方法，主要步