最新一种纤维增强复合材料及其制备方法与流程

将乐信息网 http://www.jianglexinxi.cn 2020-10-18 20:23 出处:网络
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本发明公开了一种纤维增强复合材料及其制备方法,涉及功能复合材料制造技术,属于材料学领域。



背景技术:

复合材料因具有比强度高、可设计性强等特点,广泛应用于汽车、船舶、航空、航天等领域。遗憾的是,普遍使用的纤维树脂复合材料的阻尼性能及防火性能较差,不能满足汽车、船舶、航空、航天减震降噪、防火安全需求。因此,如何实现材料阻尼及防火性能提升已经成为汽车、船舶、航空、航天领域迫切需要解决的技术难题。



技术实现要素:

针对现有技术中的缺陷,为提升复合材料阻尼及防火性能,满足汽车、船舶、航空、航天领域减震降噪、防火安全需求,本发明公开了一种纤维增强复合材料及其制备方法,技术方案如下:

一种纤维增强复合材料,所述复合材料由纤维树脂层与阻尼层交替铺放组成;所述纤维树脂层为被树脂浸润的纤维材料,所述阻尼层为被树脂浸润的蜂窝材料。

一种纤维增强复合材料,其中,所述纤维树脂层与阻尼层的层间还添加橡胶层、金属层或橡胶/金属层,各层间相互交替设置。

一种纤维增强复合材料制备方法,

步骤一:将纤维经树脂浸润制成纤维树脂层;

步骤二:将蜂窝材料经树脂浸润制成阻尼层;

步骤三:将纤维树脂层与阻尼层交替铺放于模具型腔内;

步骤四:将模具型腔内的层结构经加温、加压和固化处理,制成层结构复合材料。

一种纤维增强复合材料制备方法,其中,步骤二中所述纤维树脂层与阻尼层的层结构间添加橡胶层、金属层或橡胶/金属层,各层间相互交替设置。

与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

1、本发明将纤维树脂复合材料的比强度高、蜂窝与橡胶的阻尼特性强、金属的防火、延展及可修复性好等优点相结合,具有较强的设计性;

2、本发明通过对纤维、树脂、蜂窝、橡胶、金属板的种类、铺排方式、体积分数等参数的优选,制备出的纤维增强阻尼复合材料阻尼性能提升20-30%、防火系数提升30-50%、强度提高15-20%、延展性提高5-10%,且易修复,其可广泛应用于火车、船舶、航空航天、汽车等领域。

附图说明

图1为不同层材料组成的纤维增强复合材料的结构示意图,其中:

图1a为纤维树脂层、阻尼层组成的纤维增强复合材料结构示意图;

图1b为纤维树脂层、阻尼层、橡胶层组成的纤维增强复合材料结构示意图;

图1c为纤维树脂层、阻尼层、金属层组成的纤维增强复合材料结构示意图。

图2为不同外层材料组成的纤维增强复合材料的结构示意图,其中:

图2a为纤维树脂层为外层材料的纤维增强复合材料结构示意图;

图2b为金属层为外层材料的纤维增强复合材料结构示意图;

图2c为橡胶层为外层材料的纤维增强复合材料结构示意图。

图3为采用连续纤维丝增强的纤维增强复合材料结构示意图。

图4为采用连续纤维织物增强的纤维增强复合材料结构示意图。

图中:

1.纤维树脂层,2.阻尼层,3.金属层,4.橡胶层,5.短纤维,6.连续纤维丝,7.连续纤维织物。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明的技术方案,结合说明书附图,本发明的具体实施方式如下:

如图1a所示,本发明提供了一种纤维增强复合材料,所述纤维增强复合材料由纤维树脂层1和阻尼层2交替铺排组成;纤维树脂层2是由被树脂浸润的纤维材料制成,阻尼层是由被树脂浸润的带有孔隙的蜂窝材料制成,纤维树脂层1和阻尼层2之间通过树脂粘结。

在上述结构的基础上,如图1b所示,纤维增强复合材料内添加有橡胶层4,以增加纤维增强复合材料的阻尼性能,且纤维树脂层1、阻尼层2和橡胶层4交替铺排,各层结构之间通过树脂粘结。

为了进一步提高纤维增强复合材料的强度,在复合材料内还添加有防火功能的金属层3,如图1c所示,且纤维树脂层1、阻尼层2和金属层3交替铺排,各层结构之间通过树脂粘结。

如上所述,本发明提供的纤维增强复合材料,在纤维树脂层1和阻尼层2的基础上,可根据实际需要选择添加橡胶层4和金属层3中的一种或两种,所添加的层结构材料均相互交替铺排,铺排顺序可根据实际需要进行选择,各层结构之间通过树脂粘结。

此外,如图2a、2b和2c所示,本发明提供的纤维增强复合材料的外层材料根据实际需要,可选用树脂纤维层1、金属层3、橡胶层4或阻尼层2。

如图3和4所示,在所述纤维树脂层1中,所采用的纤维材料为连续纤维丝6或连续纤维织物7;也可以采用短纤维5,如图1a所示;此外,也可采用其它纤维材料。

结合上述一种纤维增强复合材料的结构,本发明还提供了一种纤维增强复合材料的制备方法,具体过程如下:

步骤一:制备纤维树脂层1和阻尼层2;

制备纤维树脂层1:将短纤维、连续纤维丝或连续纤维织物等纤维材料在树脂中浸润,制成纤维树脂层1;

制备阻尼层2:将蜂窝材料在树脂中浸润,制成阻尼层2;

步骤二:将制备好的纤维树脂层1和阻尼层2以层结构的形式交替铺放于模具型腔内,纤维树脂层1和阻尼层2之间通过树脂粘接;

在此步骤中,根据实际需要添加橡胶层4和金属层3中的一种或两种。其中所述橡胶层4的材质可以为硅橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶等或其它;所述金属层3为金属板材经去杂处理后制成,金属板材的材质可以为铝合金、钛合金、铝锂合金或镁合金等或其它。

步骤三:将已交替铺排好的层结构经热压制备得到纤维增强阻尼复合材料。


技术特征:

1.一种纤维增强复合材料,其特征在于:所述复合材料由纤维树脂层与阻尼层交替铺放组成;所述纤维树脂层为被树脂浸润的纤维材料,所述阻尼层为被树脂浸润的蜂窝材料。

2.根据权利要求1所述的一种纤维增强复合材料,其特征在于:所述纤维树脂层与阻尼层的层间还添加橡胶层、金属层或橡胶/金属层,各层间相互交替设置。

3.一种纤维增强复合材料制备方法,其特征在于:

步骤一:将纤维经树脂浸润制成纤维树脂层;

步骤二:将蜂窝材料经树脂浸润制成阻尼层;

步骤三:将纤维树脂层与阻尼层交替铺放于模具型腔内;

步骤四:将模具型腔内的层结构经加温、加压和固化处理,制成层结构复合材料。

4.根据权利要求3所述的一种纤维增强复合材料制备方法,其特征在于:步骤二中所述纤维树脂层与阻尼层的层结构间添加橡胶层、金属层或橡胶/金属层,各层间相互交替设置。

技术总结
本发明公开了一种纤维增强复合材料及其制备方法,所述纤维增强复合材料由纤维树脂层与阻尼层交替铺放,其中:纤维树脂层为被树脂浸润的纤维,阻尼层为被树脂浸润的蜂窝材料;纤维树脂层与阻尼层的层间可以添加橡胶层或金属层;纤维树脂层、阻尼层以及橡胶层、金属层相互交替设置。所述纤维增强复合材料制备方法包括步骤一:将纤维经树脂浸润制成纤维树脂层;步骤二:将蜂窝材料经树脂浸润制成阻尼层,纤维树脂层与阻尼层的层结构间可以添加橡胶层或金属层;步骤三:将纤维树脂层与阻尼层交替铺放于模具型腔内;步骤四:将模具型腔内的层结构经加温、加压和固化处理,制成层结构复合材料。本发明有效提升了复合材料阻尼及防火性能。

技术研发人员:韩奇钢;徐凯强
受保护的技术使用者:吉林大学
文档号码:201611163954
技术研发日:2016.12.16
技术公布日:2017.05.10

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