包含形状记忆合金线的材料和制备这些材料的方法与流程

文档序号:19904442发布日期:2020-02-11 14:17阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种复合材料,其包含:

聚合物基质材料,其具有增强纤维和嵌入其中的形状记忆合金(sma)线,其中所述sma线和所述增强纤维不编织在一起。

2.根据权利要求1所述的复合材料,其中所述sma合金线选自ti-ni、ti-ni-cu、ti-ni-nb或ti-ni-hf,铜基sma,如cu-zn-al、cu-al-ni、cu-al-zn-mn、cu-al-ni-mn或cu-al-mn-ni,或铁基sma,如fe-mn-si、fe-cr-ni-mn-si-co、fe-ni-mn、fe-ni-c或fe-ni-co-ti。

3.根据权利要求2所述的复合材料,其中所述sma合金线是ti-ni。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合材料,其中所述增强纤维选自碳纤维、玻璃、芳族聚酰胺(例如kevlar®)、聚乙烯或硼纤维中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的复合材料,其中所述增强纤维是碳纤维。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合材料,其中所述聚合物基质是热固性或热塑性聚合物。

7.根据权利要求6所述的复合材料,其中所述聚合物基质由环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯、聚乙烯酯、聚氨酯、酚醛树脂、氨基树脂或呋喃树脂形成。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的复合材料,其中所述聚合物基质是热固性聚合物,并且所述热固性聚合物是环氧聚合物。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的复合材料,其中所述复合材料由单个层片组成或包含多个层片,并且在所述一个或多个层片的每一个中,所述sma线和增强纤维以单个方向布置。

10.根据权利要求9所述的复合材料,其中所述复合材料包含多个层片,并且在至少2个层片中的所述单个方向是不同的。

11.根据权利要求10所述的复合材料,其中所述单个方向上的变化在>0°至<约180°的范围内。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的复合材料,其中所述线为马氏体孪晶形式。

13.一种适于形成根据权利要求1至12中任一项所述的复合材料的预浸材料,其包含增强纤维和sma线,其中所述sma线和增强纤维不编织在一起,并且所述纤维涂布有和/或浸渍有尚未固化的聚合物树脂。

14.根据权利要求13所述的预浸材料,其中所述预浸材料是单个层(或单个层片)。

15.一种适于形成根据权利要求1至12中任一项所述的复合材料或权利要求13或14所述的预浸材料的预成型材料,其中所述预成型材料不包含聚合物树脂。

16.根据权利要求15所述的预成型材料,其中所述增强纤维和sma线通过丝保持在一起。

17.根据权利要求16所述的预成型材料,其中所述丝由聚合物组成、基本上由聚合物组成或包含聚合物。

18.根据权利要求17所述的预成型材料,其中所述聚合物丝为聚酯丝。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的预成型材料,其中所述预成型材料为非卷曲编织物预成型材料。

20.根据权利要求15至18中任一项所述的预成型材料,其中所述预成型材料是非卷曲织物预成型材料。

21.根据权利要求15至20中任一项所述的预成型材料,其中所述预成型材料是单个层(或单个层片)。

22.根据权利要求15至20中任一项所述的预成型材料,其中所述预成型材料包含多于一个层,例如堆叠。

23.根据权利要求21或22所述的预成型材料,其中所述预成型进一步包含聚合物树脂。

24.根据权利要求23所述的预成型材料,其中所述预成型用聚合物树脂浸渍。

25.根据权利要求13或14所述的预浸材料,其中所述材料是单层片材料并且呈带的形式。

26.根据权利要求25所述的带,其中所述带包含约3mm至小于或等于约8cm的宽度或由其组成。

27.一种制备根据权利要求1至12中任一项所述的复合材料的方法,其包括固化根据权利要求13或14所述的预浸材料或根据权利要求25或26所述的带。

28.一种制备根据权利要求1至12中任一项所述的复合材料的方法,其包括形成第一预成型层,形成至少一个进一步的预成型层,并且将所述至少一个进一步的预成型层沉积或成层在所述第一预成型层上以形成堆叠的预成型,并且将聚合物树脂施加至所述堆叠的预成型,固化所述聚合物树脂以形成所述复合材料,其中所述第一预成型层和至少一个进一步的预成型层任选地呈非卷曲编织物或非卷曲织物的形式。

29.根据权利要求28所述的方法,其中使用树脂浸渍方法或树脂传递模塑方法来施加所述聚合物树脂。

30.根据权利要求29所述的方法,其中使用树脂传递模塑(rtm)施加所述聚合物树脂。

31.一种制备根据权利要求1至12中任一项所述的复合材料的方法,其包括将根据权利要求25或26所述的带或根据权利要求13或14所述的预浸材料铺设到基材上,并且固化所述聚合物树脂。

32.根据权利要求31所述的方法,其中使用自动化带铺设方法来铺设带。

33.根据权利要求31所述的方法,其中使用自动化纤维放置方法来铺设带或预浸材料。

34.根据权利要求33所述的制备复合材料的方法,其中在所述自动化纤维放置方法中,至少一根纤维和至少一根线被供给到用于所述自动化纤维放置方法中的头部件的通道中,所述头部件包含多于一个所述通道。

35.根据权利要求27至34中任一项所述的方法,其中使用热和/或uv来固化所述聚合物树脂。

36.根据权利要求35所述的方法,其中还固化所述聚合物树脂,包括施加压力。

37.根据权利要求35或36所述的方法,其中所述聚合物树脂进一步包含固化剂,例如包含胺的固化剂。

38.根据权利要求27至37中任一项所述的方法,其中所述聚合物树脂选自环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚乙烯酯、聚氨酯树脂、酚醛树脂、氨基树脂或呋喃树脂中的一种或任意组合。

39.一种适合用于自动化纤维放置设备或装置的头部件,所述自动化纤维放置设备或装置适合于形成根据权利要求1至12中任一项所述的复合材料,其中所述头部件包含多个适于接收至少一根增强纤维和至少一根sma线的通道,其中所述通道适于使所述至少一根纤维和至少一根sma线对齐,使得所述至少一根sma线定位或布置在所述至少一根纤维的侧面,并且所述纤维和sma线是单向的。

40.根据权利要求39所述的头部件,其中所述纤维浸渍有和/或涂布有聚合物树脂。

41.一种制品,其包含根据权利要求1至12中任一项所述的复合材料。

42.根据权利要求41所述的制品,其中所述制品用所述复合材料包覆。

43.根据权利要求41所述的制品,其中所述制品包含主体,并且所述主体由所述复合材料组成或包含所述复合材料。

44.根据权利要求41至43中任一项所述的制品,其中所述制品是飞机结构部件。

45.根据权利要求44所述的制品,其中所述飞机结构部件是机舱。

46.一种制造或包覆根据权利要求41至45中任一项所述的制品的方法,其包括:

将sma线、增强纤维和聚合物树脂组合以形成适合形成根据权利要求1-12中任一项所述的复合材料的材料层片,固化所述层片并层压多于一个所述层片以制造或包覆所述制品。

47.根据权利要求1至12中任一项所述的复合材料用于增加制品的冲击性能和/或抗穿透性的用途。

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