[发明专利]钼复合混合层压件和方法有效
申请号: | 201280048832.X | 申请日: | 2012-06-27 |
公开(公告)号: | CN103842168A | 公开(公告)日: | 2014-06-04 |
发明(设计)人: | M·R·马森;M·A·尼格利;M·J·皮埃;K·Y·布罗豪维克;A·E·兰德曼;R·H·博西;R·L·卡尔森;G·A·弗利兹;G·A·巴特勒;L·S·C·平格里;S·G·穆尔;J·M·加德纳;R·A·安德森 | 申请(专利权)人: | 波音公司 |
主分类号: | B32B3/06 | 分类号: | B32B3/06;B32B7/12;B32B15/00;B32B15/08;B32B19/02;B32B27/00 |
代理公司: | 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 | 代理人: | 赵蓉民;张全信 |
地址: | 美国伊*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 复合 混合 层压 方法 | ||
背景
1)技术领域
本公开一般地涉及复合材料和方法,并且更具体涉及用在复合结构比如飞行器、太空船和其他交通工具中的混合(hybrid)复合层压件和方法。
2)相关领域描述
复合结构和部件用于多种应用,包括飞行器、太空船、旋翼机、船舶、汽车、卡车和其他交通工具的制造。尤其,在飞行器构造中,以越来越多的量使用复合结构和部件,以形成机身、机翼、尾翼部分、蒙皮面板和飞行器的其他部件。
存在制造混合层压件的已知方法,其结合聚合复合材料,比如,石墨、硼或石墨和硼复合材料的掺混物、与金属箔材料,比如,钛。金属箔材料可添加在聚合复合单向带的叠板之间。例如,Westre等的美国专利号5,866,272是教导放置钛箔在聚合复合单向带的板之间的数个专利之一,通过引用该专利将其并入。
然而,已知的复合和混合层压材料可仅仅调节(leverage)处于负荷路径中的强化纤维而不调节离轴纤维的强度。而且,已知的复合和混合层压材料可能不能在复合结构中有效提供电流耗散路径,例如,用于有效防护雷击。另外,在没有通过交叉缝合或增加复合结构的厚度等方法改变结构的情况下,已知的复合和混合层压材料可能无法提供对高冲击源比如冰雹或鸟冲撞的有效冲击抗性。进一步,已知的复合和混合层压材料可能无法提供对高能量热冲击源比如激光和X射线的有效热冲击抗性。另外,已知的复合和混合层压材料可能无法提供在飞行器上将分开的结构和电系统结合成单个系统的能力。
而且,轻量复合设计,比如用于飞行器中的龙骨梁,可需要另外的结构寄生导体,以有效地分散来自雷击的电流。这种另外的导体可对飞行器增加重量,并且可导致增加的燃油成本和总体成本。已知的复合和混合层压材料可能无法提供期望的轻量、高性能复合龙骨梁,其可有效传导电流并且用作雷击电流返回路径。
另外,当在复合或混合复合面板或结构中需要系统穿透、进入路径和其他非负荷承载区域时,其可能需要垫升(pad-up)叠板(lay up),以促进负荷在这些区域周围传输。已知的复合和混合层压材料可用于提供额外的厚度,其可能导致复合结构另外的成本、零件体积和重量。
而且,由于树脂的固化动力学引起的热和温度不均匀性和控制过多热能的能力,在当固化热固性复合材料时是重要的制造问题。固化周期的热和温度控制可排除使用一些复合构造。
进一步,复合结构的修补区域可能需要复合结构厚度的明显增加,以恢复复合结构至至少其初始强度。这可造成另外的空气动力学牵引阻力并且也可影响复合结构的外观。
进一步,在制造复合零件期间,具有均一横截面的未固化复合零件的板可在其中具有非均一横截面的固化的或预固化的复合零件连接至未固化的复合零件的一个或更多个区域起皱。板的这种起皱可能是由于在连接区域处固化的或预固化的复合零件和未固化的复合零件之间的压力差异。板的这种起皱可导致未固化的复合零件中复合材料的纤维扭曲。
最后,测定复合结构中裂纹的起始和蔓延在预测复合结构的使用寿命和维修中是重要的。已知的复合和混合层压件结构通常以某些间隔替换或修补。这种间隔取决于它们的保存性质,其可能导致另外的、潜在不必要的成本增加。
所以,本领域需要提供优于已知的复合材料和已知的混合复合层压件和方法的混合复合层压件和方法。
发明内容
满足了该混合复合层压件和方法的需要。如在下面具体实施方式中讨论的,钼复合混合层压件和方法的实施方式可提供优于现有层压材料、方法和系统的明显优势。
在本公开的实施方式中,提供钼复合混合层压件。该层压件包括多个复合材料层。该层压件进一步包括在复合材料层之间交织的多个表面处理的钼箔层。该层压件进一步包括多个粘合剂层,其布置在复合材料层和钼箔层的相邻层之间,并且粘合该相邻层。
在本公开的另一实施方式中,提供钼层压件叠板。钼层压件叠板包括多个复合材料层。钼层压件叠板进一步包括多个包含钼箔的层,其交织在复合材料层之间。每个包含钼箔的层包括具有表面处理的钼箔的切除(cutout)部分的复合材料层。钼层压件叠板进一步包括多个粘合剂层,其布置在复合材料层和包含钼箔的层的相邻层之间,并且粘合该相邻层。
在本公开的另一实施方式中,提供形成钼复合混合层压件的方法。方法包括处理多个钼箔层的每个的表面。该方法进一步包括交织表面处理的钼箔层与多个复合材料层。该方法进一步包括用粘合剂层将每个表面处理的钼箔层粘合至相邻复合材料层,以形成具有改进的屈服强度的钼复合混合层压件。
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