[發明專利]一種納米孔復合材料用干燥工裝

在審

• 申請號: 202010823337.8
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112059949A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 龍東輝;曹宇;張亞運;王丹丹;蘇林
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B25B11/00
• 分類號: B25B11/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明涉及一種納米孔復合材料用干燥工裝，包括內型面孔板、外型面孔板、限厚塊等，所述干燥裝置各部分共同作用實現對納米孔復合材料的保型干燥，所述工裝結構簡單，操作方便，可重復利用，且成本低，通過工裝維型，限位塊限厚，彈性施壓裝置提供均勻彈性約束，加溫干燥過程分階段階梯溫度調節，實現納米孔復合材料的保型干燥，保證復合材料的完全干燥，無變形或微變形，提高產品的尺寸輪廓精度及成品率。

技術領域

本發明涉及干燥工裝領域，具體涉及一種納米孔復合材料用干燥工裝。

背景技術

熱防護材料是保障高超聲速飛行器在極端工作條件下安全服役的關鍵技術之一。當飛行器進行高超聲速飛行時，其表面與大氣產生劇烈摩擦，嚴酷的氣動加熱使得表面溫度急劇升高，局部溫度甚至可能超過2000℃，進而造成飛行器內部溫度的上升，溫度上升會導致內部材料和結構性能的退化。因此，需要采用熱防護材料來保護飛行器機身及內部設備，使其溫度維持在允許范圍內，以保障飛行器的結構完整性和運行安全性。

復合材料作為熱防護材料的重要一部分，近些年來越來越受到熱防護領域技術人員的重視，然而熱防護復合材料的制備是一個系統性的工程，包括樹脂研發、預制體設計與選材、模具工裝設計與加工、復合材料成型與加工等眾多環節，專利CN201911266938.7公開了高強度納米孔可陶瓷化燒蝕防熱復合材料及其制備方法，專利CN201911325924.8公開了一種低密度防熱復合材料回轉體制件的制備方法，兩篇專利詳細的介紹了一種熱防護材料的制備方法，但這兩篇專利都未詳細的闡述干燥工裝與干燥方法，然而干燥工裝與干燥方法是影響復合材料制件最終尺寸輪廓的關鍵因素。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種實現復合材料、保型、完全干燥，無變形，提高產品尺寸輪廓精度及成品率的一種納米孔復合材料用干燥工裝。

本發明的干燥工裝有效克服干燥過程由于毛細管張力及材料內部應力引起的復合材料不可預期變形，保證熱防護復合材料的完全干燥，實現最終產品無變形或微變形，大大的提高產品的尺寸輪廓精度及成品率。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

熱防護材料具有低密度、低成本、耐燒蝕，抗沖刷，防隔熱一體等諸多優勢。然而作為熱防護材料的重要一部分——防熱復合材料以纖維針刺結構預制體為增強體，以酚醛樹脂為基體，醇為溶劑。

設計人經過長期觀察和思考了解到，由于針刺結構增強體密度不均勻，其制備過程存在不均勻的內力分布，干燥過程中溶劑在納米孔內與氣體的接觸面存在表面張力，而溶劑與固體接觸面存在附著力，這兩種力的共同作用導致出現毛細管張力。復合材料不均勻的內應力與毛細管張力的存在，造成復合材料在無約束狀態下干燥會出現不可預期變形、翹曲等現象，影響復合材料的產品外形和輪廓度，進而采取以下具體方案解決上述問題：

一種納米孔復合材料用干燥工裝，該工裝包括內型面孔板和至少一個外型面孔板，干燥時，內型面孔板與外型面孔板連接鎖緊并圍成空腔，待干燥的納米孔復合材料位于空腔中，納米孔復合材料的兩面同時與內型面孔板和外型面孔板貼合。

進一步地，所述的內型面孔板和外型面孔板的外形與納米孔復合材料的形狀匹配，所述的納米孔復合材料的形狀包括平板件、曲板件和回轉體制件。

進一步地，所述的內型面孔板與外型面孔板之間設有避免納米孔復合材料被過度壓縮的限厚塊。

進一步地，所述的外型面孔板開設有多個用于定位限厚塊的限厚塊凹槽。凹槽深度為2-5mm。

進一步地，干燥時，所述的限厚塊設于內型面孔板與外型面孔板之間。此種情況多存在于平板件復合材料和曲板件復合材料的干燥。限厚塊的高度略小于內型面孔板與外型面孔板之間間距，可以在復合材料微收縮過程中起到一定的限制作用，避免復合材料被過度壓縮。