[發(fā)明專(zhuān)利]一種石墨烯吸波復(fù)合材料蒙皮成型方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010851630.5
• 申請(qǐng)日: 2020-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112265292B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄔祚強(qiáng);何凱;羅維;楊龍英
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): B29C70/34
• 分類(lèi)號(hào): B29C70/34;B29C70/44;B29C70/54
• 代理公司: 成都君合集專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51228
• 代理人: 何巍

本發(fā)明公開(kāi)了一種石墨烯吸波復(fù)合材料蒙皮成型方法，包括以下步驟：1）制備具有可鋪覆性的石墨烯層壓料；2）利用若干層交替鋪疊的石墨烯層壓料和碳纖維預(yù)制體制備成蒙皮預(yù)制體；3）以高導(dǎo)電碳納米石墨烯纖維為縫線(xiàn)，對(duì)蒙皮預(yù)制體進(jìn)行二維縫合，獲得纖維預(yù)制體；4）利用RFI液體成型工藝加工纖維預(yù)制體，獲得石墨烯吸波復(fù)合材料蒙皮。本發(fā)明以大尺寸石墨烯材料等為原料，創(chuàng)新結(jié)合現(xiàn)有復(fù)合材料預(yù)制體成型技術(shù)及樹(shù)脂熔融滲透（RFI）液體成型方法。該方法兼具前沿性、可操作性及實(shí)用性適宜廣泛推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種石墨烯吸波復(fù)合材料蒙皮成型方法。

背景技術(shù)

大力發(fā)展輕質(zhì)、寬頻雷達(dá)隱身吸波材料一直以來(lái)都是航空航天制造技術(shù)的一個(gè)重要課題。其基本工作原理是通過(guò)材料的電磁參數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)將入射電磁波限制在材料內(nèi)部，并通過(guò)各種損耗機(jī)制將電磁能轉(zhuǎn)化成熱能等形式損耗掉。航空航天用吸波材料通常可分為涂層型材料及結(jié)構(gòu)型材料。早期吸波材料主要為吸波涂層材料，其有效吸波成分為金屬鐵氧體，此類(lèi)材料存在密度大、易脫落、耐濕熱氧化性差等缺點(diǎn)。因而后期的發(fā)展目標(biāo)主要集中于吸波材料的結(jié)構(gòu)-功能一體化改進(jìn)。近年來(lái)基于吸波鐵蜂窩的夾層結(jié)構(gòu)材料已逐步得到應(yīng)用，但此類(lèi)材料也顯著增加了零件的質(zhì)量，并且吸波頻寬有待提高。為了解決上述問(wèn)題，研究者陸續(xù)嘗試將石墨烯材料應(yīng)用到航空航天吸波技術(shù)研究中，然而其實(shí)際應(yīng)用仍然受到多方面的限制，主要原因包括其低頻吸波性能差及石墨烯粉體難以與復(fù)合材料共固化成型等。

復(fù)合材料吸波蒙皮可用于大量替代現(xiàn)有蒙皮表面噴涂吸波涂層，以實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料吸波功能-結(jié)構(gòu)一體化。然而，與大量蜂窩夾層吸波復(fù)合材料技術(shù)研究相比，吸波蒙皮的技術(shù)研究較少，也未有將液體成型技術(shù)運(yùn)用到此類(lèi)零件制造中的報(bào)道，因而該研究具有重要意義。此外，傳統(tǒng)粉體石墨烯難以與復(fù)合材料共固化成型蒙皮類(lèi)結(jié)構(gòu)，而考慮到石墨烯薄膜及纖維等宏觀石墨烯材料優(yōu)良的電磁吸波性能及可成形性，可將其運(yùn)用到復(fù)合材料吸波蒙皮制造技術(shù)中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于石墨烯技術(shù)與液體成型技術(shù)的石墨烯吸波復(fù)合材料蒙皮成型方法。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種石墨烯吸波復(fù)合材料蒙皮成型方法，包括以下步驟：

（1）制備具有可鋪覆性的石墨烯層壓料；

（2）利用若干層交替鋪疊的石墨烯層壓料和碳纖維預(yù)制體制備成蒙皮預(yù)制體；

（3）以高導(dǎo)電碳納米石墨烯纖維為縫線(xiàn)，對(duì)蒙皮預(yù)制體進(jìn)行二維縫合，獲得纖維預(yù)制體；

（4）利用RFI液體成型工藝加工纖維預(yù)制體，獲得石墨烯吸波復(fù)合材料蒙皮。

本技術(shù)方案基于石墨烯技術(shù)與液體成型技術(shù)，首先制備具有可鋪覆性的石墨烯薄膜層壓料，隨后通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將石墨烯層壓料與不同功能纖維預(yù)制體鋪疊并預(yù)壓實(shí)，隨后通過(guò)二維縫合技術(shù)保證蒙皮預(yù)制體Z向?qū)щ娦约皩娱g強(qiáng)度，最后通過(guò)RFI液體成型工藝實(shí)現(xiàn)吸波蒙皮的固化成型。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟（1）中，制備具有可鋪覆性的石墨烯層壓料的具體過(guò)程為：

（1.1）取厚度適宜的石墨烯單層薄膜，將裁剪成適宜大小；

（1.2）在室溫條件下，平整鋪覆于帶有粘性的增韌樹(shù)脂膜上；

（1.3）待鋪覆完畢后，在石墨烯薄膜另一面也鋪上相同材質(zhì)的帶有粘性的增韌樹(shù)脂膜；

（1.4）鋪覆完畢后，保留樹(shù)脂膜兩側(cè)背襯紙，即得具有可鋪覆性的石墨烯層壓料。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟（1.1）中，所取石墨烯單層薄膜的厚度為0.1mm，裁剪成1000*1000mm的正方體薄膜。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟（1.2）中，平整鋪覆于帶有粘性的增韌樹(shù)脂膜的面密度為45g/m2。