[發明專利]一種新型的太赫茲碳纖維復合材料面板結構

在審

• 申請號: 201711152874.9
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN108000968A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 錢元;郝旭峰;婁錚;左營喜;楊戟
• 申請（專利權）人: 中國科學院紫金山天文臺;上海復合材料科技有限公司
• 主分類號: B32B7/12
• 分類號: B32B7/12;B32B9/00;B32B9/04;H01Q15/14;B32B37/12;B32B37/10
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 李小靜

本發明涉及一種新型的太赫茲碳纖維復合材料面板結構，包括面板主體，其特征在于：所述的面板主體是由芯材和包裹在芯材外表面的蒙皮所組成，芯材的上下表面各連接有一層蒙皮，所述的芯材為碳纖維夾層結構，所述的蒙皮為碳纖維層合板，所述的碳纖維合板通過樹脂固化膠結連接在碳纖維夾層結構的外表面上。本發明通過碳纖維結構代替了傳統的鋁蜂窩結構，減少溫度變化對芯材面形精度的影響，保證了高精度太赫茲望遠鏡的觀測效率。

技術領域

本發明專利涉及保溫技術領域，特別是一種新型的太赫茲碳纖維復合材料面板結構。

背景技術

面板構成天線的主反射面，主反射面是望遠鏡系統當中收集天體暗弱輻射的重要部件，其面形精度將直接影響望遠鏡的集光效率，因此有極高的精度要求。在有利天文觀測的極端臺址環境下，碳纖維增強復合材料是更為合理及先進的一種材料選擇。它的熱變形小，比強度高、比模量大，因此在太赫茲天線主面的方案中，單塊面板的尺寸可以較大，面板總數少，有利于現場的快速裝調。目前，碳纖維材料在實際應用于天線面板時大多都采用的是一種將高精度碳纖維層合板作為蒙皮，鋁蜂窩結構作為芯材的夾層結構，可是在仿真和低溫試驗的結果看，鋁蜂窩芯材的面板結構的熱穩定性并不能滿足太赫茲天線的精度要求，蜂窩法向較高的熱膨脹系數(CTE)仍然會到引起面形在溫度變化時有細微的改變，但這足以影響高精度太赫茲望遠鏡的觀測效率。

發明內容

本發明的目的是通過碳纖維結構代替了傳統的鋁蜂窩結構，減少溫度變化對芯材面形精度的影響，保證了高精度太赫茲望遠鏡的觀測效率，而發明了一種新型的太赫茲碳纖維復合材料面板結構。

為解決上述的技術問題，本發明提供了一種新型的太赫茲碳纖維復合材料面板結構，包括面板主體，其特征在于所述的面板主體是由芯材和包裹在芯材外表面的蒙皮所組成，芯材的上下表面各連接有一層蒙皮，所述的芯材為碳纖維夾層結構，所述的蒙皮為碳纖維層合板，所述的碳纖維合板通過樹脂固化膠結連接在碳纖維夾層結構的外表面上。

進一步：所述的碳纖維夾層結構為碳纖維管陣列結構或碳纖維格柵結構中的一種。

又進一步：所述的面板主體通模具模壓成型，其具體步驟為：S1：通過模具制成蒙皮，S2：將芯材的下表面粘接到下層蒙皮上，S1：將上層蒙皮粘接到芯材的上表面上。

又進一步：所述的上層蒙皮接到芯材上表面后的平整度為優于5μm。

再進一步：所述的模具是由支撐板、內圓弧板、外圓弧板以及連接在內圓弧板和外圓弧板兩端的兩塊側板所組成，所述的內圓弧板、外圓弧板以及兩塊側板設置在支撐板上，所述的內圓弧板、外圓弧板和兩塊側板圍城一個扇形結構。

采用上述結構后本發明通過碳纖維結構代替了傳統的鋁蜂窩結構，減少溫度變化對芯材面形精度的影響，保證了高精度太赫茲望遠鏡的觀測效率；并且本設計還具有結構簡單、易于制造和實用高效的優點。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為模具的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示的一種新型的太赫茲碳纖維復合材料面板結構，包括面板主體，所述的面板主體是由芯材1和包裹在芯材外表面的蒙皮2所組成，芯材1的上下表面各連接有一層蒙皮2，所述的芯材1為碳纖維夾層結構，所述的蒙皮2為碳纖維層合板，所述的碳纖維合板通過樹脂固化膠結連接在碳纖維夾層結構的外表面上。在極端環境下，碳纖維結構法向的CTE參數至少小于2×10-6/K，所以為了保證面板的面形精度，本設計采用全碳材料的面板結構，芯材和蒙皮都采用碳纖維材料制成，通過碳纖維結構代替了傳統的鋁蜂窩結構，減少溫度變化對芯材面形精度的影響，保證了高精度太赫茲望遠鏡的觀測效率。