料制造性能的需要，所述的1:1比例下需要添加的其他基质材料5和3:1比例下需要添加的其他基质材料10是使用热塑性基质材料和添加包括芳香族聚纤维、金属纤维、高密度聚乙烯系纤维和聚合物的增强纤维，包括聚丙烯纤维、聚酯、聚醚砜树脂、聚醚醚酮、聚醯胺纤维、聚乙烯系、工程塑料和热塑性氨基甲酸酯在内的热塑性基质材料；
[0025]进一步的，为制造出合适强度要求的材料本体，所述的复合材料是由若干个1:1比例制造单元或3:1比例制造单元叠合而成。
[0026]—种双稳态融合碳纤维增强复合材料，其制造工艺为:将碳纤维纱和玻璃纤维纱按照比例，采用不同的穿纱根数，经编针织机织成针织物，同时保持在针织物中碳纤维纱和玻璃纤维纱的宽度一致；将排布好的上述两层针织物均布，采用热塑预制工艺制作复合材料，固化工艺为167摄氏度下1分钟，温度下降后固化成形，采用的树脂为聚丙烯PP (Polypropylene ；Polypropene) 147 固化剂，质量配比为 100:28。
[0027]—种双稳态融合碳纤维增强复合材料，制造后能达到两种稳态:一种是复合材料呈料卷滚放状态(即第一稳态)11，二种是复合材料呈管状延展状态(即第二稳态)12，且两种稳态之间连接自然过渡；并且，复合材料呈料卷滚放状态(即第一稳态)11中稳定贮存一定能量，使复合材料展开后能在贮存能量的作用下自动转变为复合材料呈管状延展状态(即第二稳态)12，且此过程贮存能量释放平缓，不会产生爆炸性能量释放；同时，在复合材料呈管状延展状态(即第二稳态)12下，材料可以被压扁，并收卷成复合材料呈料卷滚放状态(即第一稳态)11，同时平稳的贮存能量在复合材料呈料卷滚放状态(即第一稳态)11内部。
[0028]本材料应用:
[0029]1、一体化的设计
[0030]本材料可同时以一种材料构架形式展现，兼具坚硬度和弯曲度，从而使得整个可收卷部件成为一个扎实牢固的工作平台；并能够快速稳定形成一个在不使用任何额外部件的同时，即可解决扩展与压缩、稳定与成型的问题，可以直接从一种型态转变为另外一种工作型态。例如:将天线设备植入ATS，通信电线杆可以直接做为天线，其携带、维护与使用即刻变得快捷简便。
[0031]2、多材料结合
[0032]本材料可与光纤，电缆，天线和化学纤维等各种材料结合在一起，植入产品中后可增加诸多功能，实现不同属性叠加。此技术可以使机器人手臂能够内置控制线路，准确完成远端精准控制，不存在线路分区问题，也不需要另外安装。如若接入可视纤维，则能够实现数据传输，准确判断周围的环境，无需额外布线且在延展后能够大幅提升可视范围。
[0033]3、高性能特种纤维
[0034]本材料工作范围从撒哈拉到北极圈都不受温度影响，可以埋在混凝土、无氧、高辐射的空间环境中，也适用于外太空一一即便在危险的液态环境中，也反应滞后，且极为环保。ATS可极速制造出用于收纳的物理空间，或是伸展成无限制长度的多样体。基于其外形有显著的各向异性、柔软、极为轻便，很容易按照工程师设计的方案进行焊接、键合等工艺进行执行。作为抗疲劳、耐腐蚀、耐摩擦材料，更可以应用在油气管道中，通过传感完成检测监测任务。
【主权项】
1.一种双稳态融合碳纤维增强复合材料，以复合材料呈料卷滚放状态(即第一稳态)(11)的料卷轴线为横向轴，以复合材料呈管状延展状态(即第二稳态)(12)的管轴线为纵向轴，包括:第一种制造形态，1:1比例横向碳纤维(1)，1:1比例横向玻璃纤维(2)，1:1比例纵向碳纤维(3)，1:1比例纵向玻璃纤维(4)，1:1比例下需要添加的其他基质材料(5);第二种制造形态，3:1比例横向碳纤维(6)，3:1比例横向玻璃纤维(7)，3:1比例纵向碳纤维(8),3:1比例纵向玻璃纤维(9)，3:1比例下需要添加的其他基质材料(10)，其特征在于:在1:1比例制造模式下，1:1比例横向碳纤维⑴和1:1比例横向玻璃纤维⑵在同一平面内按比例交替布置，并保持相互平行，1:1比例纵向碳纤维(3)和1:1比例纵向玻璃纤维(4)在距离上一平面一个纤维厚度的另一平面按比例交替布置，并保持相互平行，同时须保证两个平面之间的纤维丝交错垂直，同时在最底层添加1:1比例下需要添加的其他基质材料(5)，上述三层组成一个1:1比例制造单元；在3:1比例制造模式下，3:1比例横向碳纤维(6)和3:1比例横向玻璃纤维(7)在同一平面内按比例交替布置，并保持相互平行，3:1比例纵向碳纤维(8)和3:1比例纵向玻璃纤维(9)在距离上一平面一个纤维厚度的另一平面按比例交替布置，并保持相互平行，同时须保证两个平面之间的纤维丝交错垂直，同时在最底层添加3:1比例下需要添加的其他基质材料(10)，上述三层组成一个3:1比例制造单元。2.如权利要求1所述的一种双稳态融合碳纤维增强复合材料，其特征在于:所述的1:1比例下需要添加的其他基质材料(5)和3:1比例下需要添加的其他基质材料(10)是使用热塑性基质材料和添加包括芳香族聚纤维、金属纤维、高密度聚乙烯系纤维和聚合物的增强纤维，包括聚丙烯纤维、聚酯、聚醚砜树脂、聚醚醚酮、聚醯胺纤维、聚乙烯系、工程塑料和热塑性氨基甲酸酯在内的热塑性基质材料。3.如权利要求1所述的一种双稳态融合碳纤维增强复合材料，其特征在于:所述的复合材料是由若干个1:1比例制造单元或3:1比例制造单元叠合而成。4.一种双稳态融合碳纤维增强复合材料，其制造工艺为:将碳纤维纱和玻璃纤维纱按照比例，采用不同的穿纱根数，经编针织机织成针织物，同时保持在针织物中碳纤维纱和玻璃纤维纱的宽度一致；将排布好的上述两层针织物均布，采用热塑预制工艺制作复合材料，固化工艺为167摄氏度下1分钟，温度下降后固化成形，采用的树脂为聚丙烯PP(Polypropylene ；Polypropene) 147 固化剂，质量配比为 100:28。5.一种双稳态融合碳纤维增强复合材料，制造后能达到两种稳态:一种是复合材料呈料卷滚放状态(即第一稳态)(11)，二种是复合材料呈管状延展状态(即第二稳态)(12)，且两种稳态之间连接自然过渡；并且，复合材料呈料卷滚放状态(即第一稳态)(11)中稳定贮存一定能量，使复合材料展开后能在贮存能量的作用下自动转变为复合材料呈管状延展状态(即第二稳态)(12)，且此过程贮存能量释放平缓，不会产生爆炸性能量释放；同时，在复合材料呈管状延展状态(即第二稳态)(12)下，材料可以被压扁，并收卷成复合材料呈料卷滚放状态(即第一稳态)(11)，同时平稳的贮存能量在复合材料呈料卷滚放状态(即第一稳态)(11)内部。
【专利摘要】本发明提供一种双稳态融合碳纤维增强复合材料，由交替排布碳纤维和玻璃纤维构成，有两种形态，即碳纤维纱和玻璃纤维纱在同一平面内先按1：1或3：1的规律交替排列，经编针织机编成针织物，在距离一个纤维厚度距离的另一平面上按照原来1：1或3：1的规律再次编织一层针织物，同时保证同一平面内的碳纤维和玻璃纤维相互平行，两个平面内的相互垂直，继而形成一种双稳态的特殊结构形式。制备方法是将排布好的上述两层针织物均布，采用热塑预制工艺制作复合材料，固化工艺为167摄氏度下1分钟，温度下降后固化成形，采用的树脂为聚丙烯PP(Polypropylene；Polypropene)147固化剂，质量配比为100:28。
【IPC分类】B32B9/00, B32B9/04, B32B5/12, B32B17/02, B32B17/12
【公开号】CN105235302
【申请号】CN201510752263
【发明人】赵中元, 邱菁
【申请人】青岛阿斯顿工程技术转移有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月6日