具有金属层的复合层压体及其方法与流程

本公开涉及用于提供用于复合层压结构体的金属层的方法，以及其中集成有冷喷涂金属层的多层复合结构体。

背景技术：

1、诸如商用飞行器等航空航天飞行器及其集成部件在制造、运行和服役期间经历力学、温度和其他环境条件的各种波动。为了解决对部件的这种波动和不期望的影响，在各种方法中，已将多层复合材料的金属化用于制造这样的航空航天飞行器中的部件，但是可能是具有挑战性的。复合材料的金属化可进一步为复合材料的表面提供有利性质，例如电磁干扰(emi)或直接雷击防护。在航空航天和汽车应用中使用的许多复合材料是基于热固性材料的。特别是，当使用某些金属化技术时，热固性环氧树脂倾向于更容易腐蚀。

2、虽然存在将导电性材料直接沉积到热固性复合材料上的技术，但是当它们被冷喷涂时，由于其固有的物理性质所致，热固性复合材料倾向于更容易地腐蚀。冷喷涂处理可能导致在某些条件下的侵蚀和表面劣化。其它材料或层可以是可用的，其可以在没有在冷喷涂热固性材料中提到的相同问题的情况下接受冷喷涂层金属层。因此，期望提供一种用于制造多层复合材料的更简单、更坚固的材料和工艺。还需要改进飞行器和其它载具部件内的多层复合面板的制造方法和设计。

技术实现思路

1、下文提出简化概述以便提供对本教导的一些方面的基本理解。该概述不是广泛的回顾，也不旨在标识本教导的关键或重要元素，也不旨在描绘本公开的范围。相反，其主要目的仅仅是以简化的形式提出一个或多个构思，作为稍后提出的详细描述的序言。

2、公开了一种多层制品。所述多层制品包括具有至少一个表面的热固性聚合物材料、在所述热固性聚合物材料的所述至少一个表面上沉积的热塑性聚合物层、在所述热塑性聚合物层的表面的至少一部分上存在的冷喷涂金属层、至少一个附加层，所述至少一个附加层将所述冷喷涂金属层的至少一部分夹在所述附加层和所述热塑性聚合物层之间，其中，所述热塑性聚合物层具有约5％至约60％的结晶度。

3、多层制品的实施方式可以包括：其中热固性聚合物材料包括环氧树脂。热固性聚合物材料可以包括多个层。热固性聚合物材料还可以包括一种或多种填料或增强材料，例如碳、碳纳米管、石墨、碳纤维、石墨纤维、玻璃丝、玻璃纤维、金属、金属合金、金属化纤维和金属涂覆的玻璃纤维。热塑性聚合物层可以包括碳纤维或玻璃纤维增强的聚醚醚酮(peek)或聚醚酮酮(pekk)。冷喷涂金属层选自银、金、铝、钴、铬、铜、铁、镍、钼、钯、铂、铑、钌、锡、钛、钨、锌、锆或其合金。热固性聚合物材料可以在沉积热塑性聚合物层之后固化。所述多层制品是航空航天飞行器的部件或一部分。航空航天飞行器的部件或一部分是其外表面。第二热塑性聚合物层可具有约5％至约60％的结晶度。第二热塑性聚合物层可以包括碳纤维或玻璃纤维增强的聚醚醚酮(peek)或聚醚酮酮(pekk)。第二冷喷涂金属层可以选自银、金、铝、钴、铬、铜、铁、镍、钼、钯、铂、铑、钌、锡、钛、钨、锌、锆或其合金。

4、公开了另一种多层制品。所述多层制品可以包括具有第一表面和第二表面的热固性聚合物材料、在热固性聚合物材料的第一表面上沉积的第一热塑性聚合物层、在热固性聚合物材料的第二表面上沉积的第二热塑性聚合物层、在第一热塑性聚合物层的表面的至少一部分上存在的第一冷喷涂金属层、在第二热塑性聚合物层的表面的至少一部分上存在的第二冷喷涂金属层，并且第一热塑性聚合物层和第二热塑性聚合物层各自具有约5％至约60％的结晶度。

5、公开了一种提供复合层压结构体的方法。提供复合层压结构体的方法包括在多层热固性聚合物结构体为完全固化状态之前提供热固性聚合物结构体。提供复合层压结构体的方法还包括在多层热固性聚合物结构体的第一表面上沉积热塑性聚合物层。提供复合层压结构体的方法还包括将金属粉末的颗粒导入气流，将所述气流引向热塑性聚合物层，其中，气流具有被调节为防止热塑性聚合物层的表面热软化或消融的温度和压力，在热塑性聚合物层的至少一部分上形成金属涂层。提供复合层压结构体的方法还包括使多层热固性聚合物结构体固化。

6、提供复合层压结构体的方法的实施方式可以包括：其中热塑性聚合物层可以包括聚醚醚酮(peek)、聚醚酮酮(pekk)或它们的组合。热塑性聚合物层具有约15％至约40％的结晶度。金属涂层可以选自银、金、铝、钴、铬、铜、铁、镍、钼、钯、铂、铑、钌、锡、钛、钨、锌、锆或其合金。气流的温度可以为100℃至500℃，并且气流的压力可以为100psi至400psi。使多层热固性聚合物结构体固化可以包括在压力下使复合层压结构体经受升高的温度。提供复合层压结构体的方法可以包括将第二热塑性聚合物层沉积到多层热固性聚合物结构体的第二表面上，将气流引向第二热塑性聚合物层，以及在第二热塑性聚合物层的至少一部分上形成金属涂层。

技术特征：

1.一种多层制品(100、200、300、316)，其包括：

2.如权利要求1所述的多层制品(100、200、300、316)，其中，所述热固性聚合物材料(102、202、302)包括环氧树脂，并且/或者所述热固性聚合物材料(102、202、302)包括多个层，其中，所述热固性聚合物材料(102、202、302)可选地还包括一种或多种填料或增强材料，所述填料或增强材料包括碳、碳纳米管、石墨、碳纤维、石墨纤维、玻璃丝、玻璃纤维、金属、金属合金、金属化纤维和金属涂覆的玻璃纤维，并且/或者所述热塑性聚合物层(104、204、304)包括碳纤维或玻璃纤维增强的聚醚醚酮(peek)或聚醚酮酮(pekk)，并且/或者所述冷喷涂金属层(206、306)选自银、金、铝、钴、铬、铜、铁、镍、钼、钯、铂、铑、钌、锡、钛、钨、锌、锆或其合金。

3.如权利要求1所述的多层制品(100、200、300、316)，其中，所述热固性聚合物材料(102、202、302)在沉积所述热塑性聚合物层(104、204、304)之后固化。

4.如权利要求1所述的多层制品(100、200、300、316)，其还包括：

5.如权利要求1至4中任一项所述的多层制品(100、200、300、316)，其中，所述多层制品(100、200、300、316)是航空航天飞行器(400)的部件或一部分，并且/或者所述航空航天飞行器(400)的部件或一部分是其外表面(402)。

6.一种多层制品(100、200、300、316)，其包括：

7.一种提供复合层压结构体的方法，该方法包括：

8.如权利要求7所述的提供复合层压结构体的方法，其中，所述热塑性聚合物层(104、204、304)包括聚醚醚酮(peek)、聚醚酮酮(pekk)或其组合，并且/或者所述热塑性聚合物层(104、204、304)具有约15％至约40％的结晶度，并且/或者所述金属涂层(206、306)选自银、金、铝、钴、铬、铜、铁、镍、钼、钯、铂、铑、钌、锡、钛、钨、锌、锆或其合金。

9.如权利要求7所述的提供复合层压结构体的方法，其中，所述气流的温度为100℃至500℃，并且所述气流的压力为100psi至400psi，并且/或者使所述多层热固性聚合物结构体(102、202、302)固化包括在压力下使所述复合层压结构体经受升高的温度。

10.如权利要求9所述的提供复合层压结构体的方法，其还包括：

技术总结
本公开涉及具有金属层的复合层压体及其方法。公开了一种多层制品，所述多层制品包括具有至少一个表面的热固性聚合物材料、在所述热固性聚合物材料的所述至少一个表面上沉积的热塑性聚合物层、在所述热塑性聚合物层的表面的至少一部分上存在的冷喷涂金属层、至少一个附加层，所述至少一个附加层将所述冷喷涂金属层的至少一部分夹在所述附加层和所述热塑性聚合物层之间，其中，所述热塑性聚合物层具有约5％至约60％的结晶度。还公开了一种提供复合层压结构的方法。

技术研发人员：E·A·布鲁顿,C·H·柴尔德斯,K·W·扬
受保护的技术使用者：波音公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15