[發(fā)明專利]一種復(fù)合材料螺旋天線及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010181098.0
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111355010A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白江波;劉天偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/08
• 分類號: H01Q1/08;H01Q1/36;B32B1/08;B32B15/14;B32B27/12;B32B33/00
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1.一種復(fù)合材料螺旋天線，其特征在于：由復(fù)合材料外層和芯模構(gòu)成。復(fù)合材料螺旋天線整體外觀呈螺旋狀，橫截面分為兩部分，外層是復(fù)合材料外層，內(nèi)層是芯模。復(fù)合材料外層的組分為增強(qiáng)材料和聚合物材料，芯模的材質(zhì)為金屬材料或聚合物材料。本發(fā)明的復(fù)合材料螺旋天線在沿中心線方向上具有大變形能力，在復(fù)合材料螺旋天線兩端沿著中心線施加軸向壓縮載荷，螺距減小，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料螺旋天線折疊功能，撤去壓縮載荷，利用復(fù)合材料螺旋天線儲存的應(yīng)變能迅速恢復(fù)至初始構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料螺旋天線展開功能。在復(fù)合材料螺旋天線大變形折疊過程中，芯模具有支撐的作用，保證復(fù)合材料外層不發(fā)生局部屈曲失效。

2.一種復(fù)合材料螺旋天線的制備方法，其特征在于：其制備步驟如下：

步驟一、確定用于制備本發(fā)明的復(fù)合材料螺旋天線的組分，即聚合物材料和增強(qiáng)材料。同時(shí)確定芯模的材料，即金屬材料或聚合物材料。

步驟二、在芯模上將選用的增強(qiáng)材料進(jìn)行一體化編織形成復(fù)合材料外層。

步驟三、確定復(fù)合材料螺旋天線的固化成型方法。

步驟四、將編織好的帶有芯模的復(fù)合材料外層沿著螺旋線凹槽纏繞在圓柱模具上進(jìn)行固化成型。

步驟五、將固化成型后的復(fù)合材料螺旋天線從圓柱模具上取下來，最終得到了本發(fā)明的復(fù)合材料螺旋天線。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合材料螺旋天線的制備方法，其特征在于：步驟一中所述的“聚合物材料”為環(huán)氧樹脂、苯乙烯、苯乙烯-丁二烯、反式聚異戊二烯、氰酸酯、聚氨酯、聚降冰片烯、聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺、聚酰胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚乙烯醇。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合材料螺旋天線，其特征在于：步驟一中所述的“增強(qiáng)材料”為碳纖維、玻璃纖維、Kevlar纖維、硼纖維、植物纖維或以上纖維織物或以上纖維的短切纖維。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合材料螺旋天線的制備方法，其特征在于：步驟三中所述的“固化成型方法”為樹脂傳遞模塑成型方法、真空輔助樹脂注塑成型方法、熱膨脹樹脂傳遞模塑成型方法、氣囊壓制法、增強(qiáng)熱固性樹脂注射成型、熱壓罐法、真空袋法、結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型方法或模壓法。

6.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合材料螺旋天線及其制備方法，其特征在于：芯模主要有三個(gè)作用：(1)在芯模上一體化編織增強(qiáng)材料形成復(fù)合材料外層時(shí)，芯模充當(dāng)編織芯模，便于增強(qiáng)材料進(jìn)行一體化編織；(2)在圓柱模具上對編織好增強(qiáng)材料的芯模進(jìn)行固化成型時(shí)，芯模充當(dāng)固化芯模的支撐作用；(3)對成型后的復(fù)合材料螺旋天線施加外部載荷時(shí)，芯模起到抗屈曲、儲存應(yīng)變能等作用。