[實用新型]一種碳纖維高密度穿刺預制體

有效

• 申請號: 202023167467.5
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN214821449U
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 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;B32B27/02;B32B27/32;B32B7/14;D04H1/4242;D04H1/4291
• 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

本實用新型公開了一種碳纖維高密度穿刺預制體，所述穿刺預制體包括碳纖維布和Z向穿刺纖維紗束；平行排布的Z向穿刺纖維紗束將多層碳纖維布穿刺形成所述預制體；所述碳纖維布的碳纖維紗束寬度與穿刺鋼針間的距離相等。本申請預制體結構中結合了鋪紗和穿刺的優點，有效克服了鋪紗預制體容易分層、穿刺預制體交織點周圍的厚度低的缺點，結構簡單，體積密度高、厚度均勻。

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穿刺預制體。

背景技術

碳纖維穿刺預制體經高溫、沉積工藝處理后獲得的碳/碳復合材料，具有耐高溫、耐腐蝕、導熱性能好、熱膨脹系數低等優異性能，是一種公認的新型高科技材料，廣泛應用于航空航天、軍事、汽車、醫療以及其他高新技術領域。

目前使用的穿刺碳纖維預制體多為三維正交結構，碳纖維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。有研究表明，碳纖維織成炭布后其強度損失約10％，而經過穿刺后強度損失約30％，這將嚴重影響其后續加工性能。另外，碳纖維穿刺預制體所使用的原料通常為交織布，穿刺鋼針的擠壓作用導致平面布層厚度比交織點周圍的厚度低，進而導致整個穿刺預制體出現厚度不均勻的現象。而厚度的均勻性直接影響到穿刺預制體的整體強力、導熱性能等多項指標，進而影響其后續加工性能。因此，改善穿刺預制體厚度的均勻性成為一項極為重要的任務。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述問題，本申請人提供了一種碳纖維高密度穿刺預制體。本申請預制體結構中結合了鋪紗和穿刺的優點，有效克服了鋪紗預制體容易分層、穿刺預制體交織點周圍的厚度低的缺點，結構簡單，體積密度高、厚度均勻。

本實用新型所采用的技術方案如下：

一種碳纖維高密度穿刺預制體，所述穿刺預制體包括碳纖維布和Z向穿刺纖維紗束；平行排布的Z向穿刺纖維紗束將多層碳纖維布穿刺形成所述預制體；所述碳纖維布的碳纖維紗束寬度與穿刺鋼針間的距離相等。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述碳纖維布為單向布或展寬布。

所述碳纖維布的碳纖維紗束為并列排布的碳纖維或碳纖維展寬紗；碳纖維的規格為3K、6K、12K、24K、48K中的一種或多種。

所述Z向穿刺纖維紗束的規格為1K、3K、6K中的一種或多種。

相鄰兩層碳纖維布之間的交叉點用膠或聚乙烯/碳纖維共混網胎進行定位固定。

Z向穿刺纖維紗束間的距離為1-30mm。

所述預制體的體密度為0.8-1.3g/cm³。

所述預制體的厚度為3-100mm。

碳纖維布X方向的碳纖維排布為12K12K6K、6K6K6K6K、12K12K12K或6K12K6K12K6K12K6K。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述Z向穿刺纖維紗束間的距離為5mm。

所述Z向穿刺纖維紗束的規格為3K。

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：