[實用新型]一種碳纖維高密度鋪紗預制體

有效

• 申請號: 202023163817.0
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN214354629U
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 繆云良
• 申請（專利權）人: 江蘇天鳥高新技術股份有限公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B3/08
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本實用新型提供了一種碳纖維高密度鋪紗預制體，所述預制體包括碳棒輔材和碳纖維紗束帶；垂直于碳棒輔材的平面上鋪設有碳纖維紗束帶，形成水平的碳纖維紗束層；碳纖維紗束帶的寬度等于相鄰碳棒輔材之間的距離。本實用新型通過預制體中碳棒輔材間距的設置，調整預制體中碳纖維的規格型號，使預制體主體結構緊密，縮小預制體中碳纖維的間距，結構均勻，體積密度高、連續性好。

技術領域

本實用新型涉及碳纖維預制體技術領域，尤其是涉及一種碳纖維高密度鋪紗預制體。

背景技術

碳纖維預制體具有強度質量比高、耐高溫、耐腐蝕、導熱性能好、熱膨脹系數低、耐摩擦、生產成本低等一系列優點，是一種新型高科技材料，目前已經廣泛應用于航空、航天、軍事等重要國防設備的生產與加工中。

預制體中碳纖維絲束大小、纖維排布、預制體的成型方式等都會影響預制體微觀結構，預制體微觀的孔隙結構與致密化工藝相互作用影響基體碳的類型，從而影響材料最終性能。現有碳纖維鋪紗預制體單元層間距較大，通常在0.6mm以上，體積密度通常小于0.80g/cm³，導致由碳纖維預制體制成的復合材料的各方面性能已不能滿足高性能復合材料的應用發展需求。同時，采用多層平鋪工藝中紗線粗細不勻等因素造成紗線交織，例如當紗線寬度大于Z向輔材寬度時，紗線出現卷曲而與另一層紗線交織現象；當紗線寬度小于Z向輔材寬度時，下一層紗線因紗線邊緣空隙，進入上一層而出現交織現象；這種交織現象將使得碳纖維預制體中間縫隙較大，也影響其各方面的性能。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述問題，本申請提供了一種碳纖維高密度鋪紗預制體。本實用新型通過預制體中碳棒輔材間距的設置，調整預制體中碳纖維的規格型號，使預制體主體結構緊密，縮小預制體中碳纖維的間距，結構均勻，體積密度高、連續性好。

本實用新型所采用的技術方案如下：

一種碳纖維高密度鋪紗預制體，所述預制體包括碳棒輔材和碳纖維紗束帶；垂直于碳棒輔材的平面上鋪設有碳纖維紗束帶，形成水平的碳纖維紗束層；碳纖維紗束帶的寬度等于相鄰碳棒輔材之間的距離。避免了多束鋪放，降低了交叉、堆疊對密度和力學性能的影響。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述碳棒輔材截面為正方形，其尺寸為0.5*0.5-2*2mm，高度為3-100mm。

所述碳棒輔材的界面為圓形，其尺寸為Φ0.5-2mm，高度為3-100mm。

所述碳棒輔材的間距為1-50mm。

所述碳纖維紗束帶由一種或多種規格的碳纖維或碳纖維展紗通過膠定工藝構成，所述碳纖維的規格為1K、3K、6K、12K、24K或48K。

碳纖維紗束帶與x軸形成的夾角為0°、60°或120°。預制體的這種結構有效克服了多層平鋪方法制備的碳纖維預制體中間縫隙較大或者紗線交織的問題。

每層碳纖維紗束層中碳纖維紗束帶相互平行。

所述預制體的體積密度為0.8-1.3g/cm³。

所述預制體的厚度為3-100mm。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述預制體碳棒輔材之間的距離為20mm。

所述碳棒輔材的尺寸為1*1*10mm(長*寬*高)。

上述預制體的體積密度為1.1g/cm³。

上述預制體的厚度為30mm。

本實用新型的有益效果如下：