[實用新型]平面內全方位零膨脹復合材料層壓板

有效

• 申請號: 201820348811.4
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN208558492U
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 韋娟芳;張辰;戚學良;李巖詠;馬小飛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B27/34;B32B27/02;B32B27/12;B32B5/08;B32B27/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 忻明年

本實用新型涉及一種平面內全方位零膨脹復合材料層壓板。本實用新型由碳纖維樹脂層和芳綸層經過固化成型制成。所述的碳纖維樹脂層和芳綸層按一定的厚度比間隔鋪層。碳纖維樹脂層纖維方向沿0°/90°/45°/135°循環鋪層。芳綸層的經線方向沿0°/45°循環鋪層。碳纖維樹脂層和芳綸層的鋪層厚度和纖維方向關于中性面對稱。本實用新型利用現有材料的混和鋪層設計，使層壓板其沿面內各個方向的熱膨脹系數均為0，實現了材料的平面內全方位零膨脹?？蓱糜诳臻g超高頻遙感反射器，使其型面精度滿足電氣性能要求，即反射面熱變形RMS≤10μm。

技術領域

本實用新型屬于航天器高頻段通訊及遙感反射器材料技術領域，涉及平面內全方位零膨脹復合材料層壓板。

背景技術

隨著衛星技術的發展，星載超高頻微波反射器在衛星通訊及觀測中的使用頻率越來越高。衛星在軌運行時，由于太陽輻照、地球對太陽光的反射以及地球紅外輻射等外熱流會隨時間變化，衛星反射器在軌運行過程中會經歷較大的溫差變化，因此需要減少反射器的在軌熱變形，以滿足反射面電性能的要求。反射器電氣性能一般要求反射器型面精度(RMS值)不超過工作頻段微波波長的五十分之一，因此，空間超高頻遙感反射器(工作頻段100GHz-600GHz)要求其反射面RMS≤10μm。

星載超高頻微波反射器的反射面多為由碳纖維復合材料制成的拋物面結構，常規碳纖維復合材料制作的反射器，一般熱變形RMS值大于50μm。降低星載超高頻微波反射器熱變形的方法可以分為結構和材料兩方面，結構上通過增加反射面厚度可大幅降低熱變形，但會使反射器質量過重，不滿足反射器輕量化的發展要求。因此應從降低材料熱膨脹系數方面考慮，使用低膨脹材料甚至零膨脹材料作為反射器的主要材料，才能使反射器達到熱變形指標要求；由此提出一種零膨脹復合材料層壓板，沿板的平面內各方向熱膨脹系數均為零，可用作反射面材料、反射面背架材料、反射器支臂材料及其他固定連接件材料。

實用新型內容

本實用新型的目的就是提供一種平面內全方位零膨脹復合材料層壓板。

本實用新型所述的平面內全方位零膨脹復合材料層壓板由碳纖維樹脂層和芳綸層經過固化成型制成。所述的碳纖維樹脂層和芳綸層間隔鋪層，每隔n層，n≥1碳纖維樹脂層，鋪設一層芳綸層。碳纖維樹脂層纖維方向沿0°/90°/45°/135°循環鋪層。芳綸層的經線方向沿0°/45°循環鋪層。碳纖維樹脂層和芳綸層的鋪層厚度和纖維方向關于中性面對稱。碳纖維樹脂層和芳綸層的厚度比為：

h_C為碳纖維樹脂層的總厚度，h_K為芳綸層的總厚度；α_C、α_K分別為碳纖維樹脂層和芳綸層的熱膨脹系數，E_C、E_K分別為碳纖維樹脂層和芳綸層彈性模量。

所述的碳纖維樹脂層是由碳纖維浸潤在樹脂基體中形成的成品預浸料。碳纖維采用存在單方向熱膨脹系數小于0的碳纖維。樹脂選用環氧樹脂、醋酸乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂或氰酸酯樹脂。

所述的芳綸層采用芳綸纖維。

所述的碳纖維樹脂層和芳綸層采用機械剪裁或者手工剪裁，手工鋪層，每 4～5層抽真空一次，鋪層完畢后用真空袋密封，通過熱壓真空固化成型。

芳綸纖維選用Kevlar29、Kevlar49、Kevlar149、Twaron、Kevlar Ht(129)、 KevlarHp(68)、Kevlar Hm(149)、Kevlar Hc(119)，纖維層形態包括芳綸纖維平紋織物、其他編織形式的織物、以及單向纖維正交鋪層。