[發明專利]一種超輕耐高溫蜂窩芯材及其制備方法

有效

• 申請號: 202010365200.2
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111634078B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 趙偉棟;趙培曄;張東霞;樊孟金;張云鷺;崔超;陳薇;潘玲英;王保林;趙云峰;王爽
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B32B17/02
• 分類號: B32B17/02;B32B17/12;B32B5/12;B32B27/04;B32B27/28;B32B3/12;B32B7/14;B32B37/06;B32B37/10;B32B37/12;B32B38/00;B32B38/08;B32B38/14;B32B38/16
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發明提供了一種超輕耐高溫蜂窩芯材及其制備方法，包括芯條膠印制：在料塊上印制芯條膠，相鄰兩條芯條膠之間的寬度為印制的芯條膠寬度的三倍，鋪疊料塊，上下相鄰兩層料塊中芯條膠間隔相等且等于芯條膠寬度，制得未固化蜂窩疊塊；芯條膠固化；蜂窩拉伸：將經過加壓固化處理的蜂窩疊塊進行拉伸，直到蜂窩孔格拉伸至正六邊形狀態；浸漬膠液：將拉伸后的蜂窩塊在浸膠槽中浸漬耐高溫浸漬膠；浸漬膠的固化：在設定溫度下固化耐高溫浸漬膠，固化完成后得到蜂窩芯材。本發明可以適用于邊長低至2.00～11.00mm，公稱密度低至49～110Kg/m³蜂窩芯材的制備，賦予蜂窩以優異的抗壓性能和抗剪切性能，實現300℃高溫下的長時穩定工作。

技術領域

本發明屬于蜂窩制備技術領域，涉及一種超輕耐高溫蜂窩芯材及其制備方法。

背景技術

隨著航天運載器技術的發展，尤其是以戰略戰術導彈為代表的高超飛行器領域，對各種高性能材料提出了新需求。由于飛行器飛行馬赫數進一步提高，相應的部件如空氣舵、阻力板等結構層的表面溫度均達到300℃以上。蜂窩夾層結構材料是一種高效的輕質、高比強、高比剛度材料，既可用于結構件，也可用于隔熱、降噪等功能件的制造，是未來先進飛行器制造的主要選材之一。現有的各類蜂窩中，僅有激光焊接鈦合金蜂窩和高溫合金鋼蜂窩能滿足耐溫要求，但金屬蜂窩容重較大；而低容重的聚合物基蜂窩如Nomex蜂窩存在基體和芯條膠在300℃下力學性能大幅度衰減的嚴重問題，急需提高蜂窩材料的耐溫等級，填補我國輕質耐300℃高溫蜂窩芯材技術空白。

另外，現有玻璃布蜂窩耐溫等級低于200℃，蜂窩的邊長多為5mm以上，孔格的較大，缺乏高性能的小邊長如2.75mm小孔格耐高溫蜂窩，其抗壓性能和剪切性能有待進一步提高。再者，蜂窩芯條膠的印制分為自動涂膠機印膠和普通手工印膠兩種。自動涂膠機印膠得到的芯條膠效率高，印膠均勻，制得的蜂窩較為規整，但設備成本較高，適用于大批量單一品種蜂窩連續化生產需求。普通手工印膠法相對粗糙，印膠均勻性和規整性相對較差，但傳統的普通手工法存在蜂窩疊層定位不準確，蜂窩規整性差，勞動強度大，制備效率低等缺點，均不能滿足航空航天多品種、小批量、高質量和高性能的要求。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明人進行了銳意研究，提供了一種超輕耐高溫蜂窩芯材及其制備方法，采用料塊用材的預處理工藝，控制芯條膠的滲透性和擴散效應，改善了芯條膠向玻璃布背面的滲透和在寬度方向的擴展；采用具有雙網版，自動定位功能的絲網印刷工藝印制芯條膠，解決了傳統的手工印膠法節點膠厚度均勻差，目視法疊層定位不準確導致的蜂窩孔格規整度差的難題，又保證了蜂窩的高質量。采用0°/90°、±30°、±45°和±60°等織物組織結構，同時采用不同組織結構的料塊按照設定規則的交替疊層，賦予了蜂窩抗壓性能的同時提高其剪切強度。采用自制的耐高溫芯條膠和聚酰亞胺浸漬膠，實現了蜂窩耐溫等級提升至300℃以上的目的，本發明還具有成本低，適合多品種，小批量，高性能蜂窩的優點，可以滿足航空航天等高科技領域的高要求，從而完成本發明。

本發明的目的在于提供以下技術方案：

第一方面，一種超輕耐高溫蜂窩芯材的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，芯條膠印制：在料塊上印制芯條膠，相鄰兩條芯條膠之間的寬度為印制的芯條膠寬度的三倍，鋪疊料塊，上下相鄰兩層料塊中芯條膠間隔相等且等于芯條膠寬度，制得未固化蜂窩疊塊；

步驟2，芯條膠固化：對蜂窩疊塊的芯條膠進行加熱加壓固化；

步驟3，蜂窩拉伸：將經過加壓固化處理的蜂窩疊塊進行拉伸，直到蜂窩孔格拉伸至正六邊形狀態；

步驟4，浸漬膠液：將拉伸后的蜂窩疊塊在浸膠槽中浸漬耐高溫浸漬膠；

步驟5，浸漬膠的固化：在設定溫度下固化耐高溫浸漬膠，固化完成后得到蜂窩芯材。

第二方面，一種超輕耐高溫蜂窩芯材，通過第一方面所述的制備方法制備得到。