一种耐高温航天复合材料的制作方法

文档序号:11673277阅读:241来源:国知局

本发明涉及复合材料技术领域,特别是涉及一种耐高温航天复合材料。



背景技术:

碳纤维(carbonfiber,简称cf)材料,是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。

碳纤维具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,x射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳纤维与传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。

在航空航天领域中,碳纤维材料虽然具有较好的力学性能和耐热性能,但碳纤维在紫外光或太空射线、高能粒子的作用照射下,纤维的力学性能会出现较大幅度的下降,这极大地影响或限制了碳纤维在先进复合材料领域中的应用。为此,如何制造出有抗高能粒子射线的碳纤维复合材料成为函需解决的关键问题。



技术实现要素:

本发明实施例的目的在于提供一种耐高温航天复合材料,以达到耐高温、抗高能粒子射线的目的。

为达到上述目的,本发明实施例公开了一种耐高温航天复合材料,所述的耐高温航天复合材料为包覆结构,所述的包覆结构包括碳纤维芯层和聚酰亚胺外层,所述的聚酰亚胺外层包覆在所述的碳纤维芯层上。

可选的,所述的碳纤维为:

聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维以及气相生长碳纤维的一种。

可选的,所述的碳纤维的纤度范围为:15~20d。

可选的,所述的碳纤维的纤度为:19d。

可选的,所述的耐高温抗紫外复合纤维的直径为:0.1~2.5mm。

可选的,所述的碳纤维芯层和聚酰亚胺外层为同轴。

本发明实施例提供的耐高温航天复合材料,可以作为在特殊环境下使用的绳、网以及织造面料的纺织纤维复合材料,在保证碳纤维优良性能的同时,显著的提高了耐热性能和抗紫外、抗宇宙射线和太空高能粒子的性能,使其能广泛应用于航空航天、石油化工以及电力行业等领域,具有良好的保护性能和防护作用。并且,利用聚酰亚胺外层包覆在碳纤维芯层上,在航天领域,可以发挥及其显著的耐高温、抗高能粒子射线的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种耐高温航天复合材料的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

图1为本发明实施例提供的一种耐高温航天复合材料的结构示意图,所述的耐高温航天复合材料为包覆结构,所述的包覆结构包括碳纤维芯层1和聚酰亚胺外层2,所述的聚酰亚胺外层2包覆在所述的碳纤维芯层1上。

具体的,所述的碳纤维为:聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维以及气相生长碳纤维的一种。

具体的,所述的碳纤维的纤度范围为:15~20d。

具体的,所述的碳纤维的纤度为:19d。

具体的,所述的耐高温抗紫外复合纤维的直径为:0.1~2.5mm。

具体的,所述的碳纤维芯层和聚酰亚胺外层为同轴。

需要说明的是,耐高温航天复合材料的制备可以为:将制备的聚酰亚胺与碳纤维用双螺杆进行挤出包覆,挤出温度控制在175℃左右,通过改变束丝的纤度范围得到不同粗细的耐高温航天复合纤维材料。通过在束丝进入喷丝模板前加一张力计和对包芯模板的微调来控制复合纤维的同心度,使聚酰亚胺均匀地包覆在碳纤维上。

可见,本发明实施例提供的耐高温航天复合材料,可以作为在特殊环境下使用的绳、网以及织造面料的纺织纤维复合材料,在保证碳纤维优良性能的同时,显著的提高了耐热性能和抗紫外、抗宇宙射线和太空高能粒子的性能,使其能广泛应用于航空航天、石油化工以及电力行业等领域,具有良好的保护性能和防护作用。并且,利用聚酰亚胺外层包覆在碳纤维芯层上,在航天领域,可以发挥及其显著的耐高温、抗高能粒子射线的作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。



技术特征:

技术总结
本发明实施例公开了一种耐高温航天复合材料,所述的耐高温航天复合材料为包覆结构,所述的包覆结构包括碳纤维芯层和聚酰亚胺外层,所述的聚酰亚胺外层包覆在所述的碳纤维芯层上;本发明实施例提供的耐高温航天复合材料,可以作为在特殊环境下使用的绳、网以及织造面料的纺织纤维复合材料,在保证碳纤维优良性能的同时,显著的提高了耐热性能和抗紫外、抗宇宙射线和太空高能粒子的性能,使其能广泛应用于航空航天、石油化工以及电力行业等领域,具有良好的保护性能和防护作用。

技术研发人员:何珩;张宇军
受保护的技术使用者:安徽键合科技有限公司
技术研发日:2017.03.22
技术公布日:2017.07.25
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