[发明专利]一种纤维复合材料增强条的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及充气伸展臂增强条的制备方法。

背景技术

现有充气伸展臂中弹性增强钢条在卫星上易被磁化，伸展臂充气展开后产生的磁力矩可对卫星的姿态产生影响，且弹性增强钢条的密度大，单位质量高。为了解决这现有钢条易被磁化和实现结构的轻量化的问题.

发明内容

本发明要解决现有的充气伸展臂中弹性增强钢条易被磁化以及单位质量高的问题，而提供一种纤维复合材料增强条的制备方法。

本发明纤维复合材料增强条的制备方法按以下步骤进行：

一、铺底层Vectran纤维布：将底层Vectran纤维布平铺在水平工作台面上，确保纤维布无面内预应力；

二、刷胶：沿着底层Vectran纤维布长度方向，在底层Vectran纤维布表面均匀刷环氧树脂胶；

三、铺中间层碳纤维布：将碳纤维布铺平，粘贴在经步骤二处理过的底层Vectran纤维布上方，得到两层复合纤维布；

四、刷胶：在步骤三的到得两层复合纤维布的碳纤维布表面均匀刷环氧树脂胶；

五、铺上层Vectran纤维布：将上层Vectran纤维布铺平，粘贴在经步骤四处理过的碳纤维布上方，得到三层复合纤维布；

六、在专用模具的阳模和阴模的模腔表面均匀刷PRM脱模剂，将步骤五得到的三层复合纤维布置于专用模具中，然后将装有三层复合纤维布的专用模具放入恒温室内，以1～2℃/h的升温速率升温至90℃，保温2h，再以1～2℃/h的升温速率升温至150℃，保温3h后，自然冷却至室温，得到固化的三层复合纤维布；

七、将步骤六得到的固化的三层复合纤维布沿着模具的压痕裁剪成横截面为圆弧形的长条，得到纤维复合材料增强条。

本发明提供了一种Vectran纤维/碳纤维/Vectran纤维三层复合材料制成的增强条，为了提高抗弯刚度，其横截面设计为弧形。Vectran纤维/碳纤维/Vectran纤维三层纤维材料层复合后经高温固化加工而成。

本发明的有益效果是：本发明生产工艺简单，所制备的纤维复合材料增强条是由Vectran纤维/碳纤维/Vectran纤维三层复合材料制成，耐腐蚀，抗老化，并且不会被磁化，作为卫星上的重力梯度杆时不会产生磁力矩，不会对航天器姿态产生影响；纤维复合材料增强条中间层的碳纤维具有高比强度、高比模量特点，其抗拉伸与弯曲刚度高，使增强条具有很好的弹性和回复性能，增强条的拉伸强度大于1500MPa，展开后的充气伸展臂的具有一定的稳定性，增强条横截面设计为弧形，提高抗弯刚度；本发明的纤维复合材料增强条的上下两层Vectran纤维具有很高的韧性、不易断裂，可使纤维复合材料增强条具有较小收拢体积。纤维复合材料增强条的重量轻，15mm宽的增强条线密度小于15g/m；本发明的纤维复合材料增强条直线度高，保证充气伸展臂卷曲折叠经充气展开后仍具有较高的直线度。

本发明的纤维复合材料增强条可应用于充气伸展臂，纤维复合材料增强条的长度可设计为几十米，满足超长伸展臂的需要，充气伸展臂采用卷曲折叠形式，折叠收拢后的每一圈直接通过搭扣粘接在一起，放入包装箱内，发射进入太空后，对压紧装置解锁，通过端头盖上的充气孔向管子内部充入气体，气体压力使搭扣剥离，驱动充气伸展臂完全展开，达到工作状态，纤维复合材料增强条质量轻、抗弯刚度大、柔韧性好可卷曲折叠收拢、无磁性。

本发明所制备的纤维复合材料增强条可用于重力梯度杆、太阳帆、太阳能帆板、大口径天线、超长型单极和双极天线、卫星桁架结构、大型高精度光学反射镜的遮阳罩等结构的展开驱动机构。

附图说明

图1是本发明专用模具截面示意图；

图2是本发明专用模具阴模2的俯视图；

图3是本发明专用模具阳模1上凸痕4的横截面的外轮廓线7所形成的圆弧形示意图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式纤维复合材料增强条的制备方法按以下步骤进行：

一、铺底层Vectran纤维布：将底层Vectran纤维布平铺在水平工作台面上，确保纤维布无面内预应力；

二、刷胶：沿着底层Vectran纤维布长度方向，在底层Vectran纤维布表面均匀刷环氧树脂胶；

三、铺中间层碳纤维布：将碳纤维布铺平，粘贴在经步骤二处理过的底层Vectran纤维布上方，得到两层复合纤维布；