用于航空結(jié)構(gòu)件的納米增強薄膜和層壓制件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于航空結(jié)構(gòu)件的納米增強薄膜和層壓制件。用于航空飛行器的外部部件上的復合層壓制件具有改良的紫外線抵抗性能和抵抗熱循環(huán)導致的微裂紋的性能。該層壓制件包含納米增強薄膜,支撐紗網(wǎng),和復合層。該層壓制件也可以具有防雷擊層和外部漆以及底漆。所述納米增強薄膜能包含碳納米材料和聚合物樹脂,所述復合層具有一個或多個增強物層和聚合物樹脂層。所述碳納米材料可以是碳納米纖維,并且納米增強薄膜能具有小于大約100g/m2的面積重量。該碳納米材料也可以包含碳納米纖維和碳納米管。
【專利說明】用于航空結(jié)構(gòu)件的納米增強薄膜和層壓制件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于航空結(jié)構(gòu)件的表面薄膜和層壓制件,并且特別涉及用于具有增強性能的航空結(jié)構(gòu)件的納米增強薄膜和層壓制件。
【背景技術(shù)】
[0002]航空設(shè)計師在結(jié)構(gòu)和部件的設(shè)計上必須平衡一些因素。設(shè)計師意識到在重量、強度、成本、材料特性、環(huán)境條件、和各種元件運作的多重要求之間復雜的相互作用。第一,航空部件必須是重量輕的以確保燃油經(jīng)濟性,但應足夠堅固以滿足結(jié)構(gòu)和性能的要求。因此,復合結(jié)構(gòu)件由于其堅固性和低重量密度而常常被選用。第二,結(jié)構(gòu)件工作的環(huán)境還需要耐腐蝕性,因此暴露在外的航空結(jié)構(gòu)件會受到雨、沙塵、冰、冰雹及其它外來物體的撞擊。這些物體會降低表面光潔度并造成磨損,導致高的阻力系數(shù),導致使用這種結(jié)構(gòu)件的飛機燃油經(jīng)濟性降低。第三,飛機飛行過程中海拔高度的變化和溫差使飛機部件經(jīng)受極端的熱循環(huán),其能產(chǎn)生微裂紋。第四,長期暴曬和紫外線(UV)輻射能降低飛機部件性能。最后,遭受雷擊的可能性要求考慮外部部件的電導率。為滿足性能需求和延長使用壽命,設(shè)計師必須正確地計劃和設(shè)計結(jié)構(gòu)件和材料使其在這些不同條件下工作。
[0003]涂層和/或薄膜層壓制件經(jīng)常應用在航空結(jié)構(gòu)件的外表面上以幫助滿足部件運轉(zhuǎn)的要求.然而,許多市售的薄膜和涂層經(jīng)常在一個設(shè)計因素上展現(xiàn)出可接受的性能,卻犧牲了一種或多種其它因素。例如,新設(shè)計的薄膜可提供優(yōu)良的耐蝕性,卻以降低抗紫外線性能和/或防雷擊性能為代價。
[0004]因此需要一種改進的用于航空應用的薄膜和層壓制件,很好地解決由各種工作條件和環(huán)境條件強加的多種需求??蓮母牧嫉谋∧ず蛯訅褐萍@益的航空結(jié)構(gòu)部件的例子包括機翼、機身、尾翼、機艙、旋轉(zhuǎn)葉片及其它零部件。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]以下是本發(fā)明的簡單概要以提供對本發(fā)明一些方面的基本理解。此概要不是本發(fā)明的詳盡綜述,并且沒有試圖確認本發(fā)明的關(guān)鍵或重要元件或勾畫本發(fā)明的范圍。這一部分的目的在于以簡化形式提出本發(fā)明的一些概念,作為后面提出的更詳細的說明的序幕。
[0006]一種用于航空飛行器的外部部件上的復合層壓制件具有改良的紫外線抵抗性能和對熱循環(huán)導致的微裂紋的抵抗性能。.此層壓制件包含納米增強薄膜、支撐紗網(wǎng)和復合層。此層壓制件還可具有防雷擊層和外部漆以及底漆。納米增強薄膜可包含碳納米材料和聚合物樹脂,并且該復合層具有一個或多個增強層和聚合物樹脂層。碳納米材料可以是碳納米纖維,且納米增強薄膜可具有小于大約100g/m2的面積重量。碳納米材料也可以包含碳納米纖維和碳納米管。
[0007]附圖簡要說明
[0008]圖1A,IB和IC顯示根據(jù)發(fā)明實施方式的復合層壓疊加(lay-up)構(gòu)造(或組件);
[0009]圖2是圖示制造所述復合層壓制件的方法的流程圖;[0010]圖3是圖示形成如本文所述的復合層壓制件的疊加和組合的示意圖;和
[0011]圖4圖示在如本文所述的復合層壓制件的性能測試中的退化水平。
【具體實施方式】
[0012]以下描述了本發(fā)明的某些示例性實施方式并在附圖中示出。所描述的實施方式僅用于說明本發(fā)明的目的,并不能解讀為對本發(fā)明范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會得到本發(fā)明的其它實施方式及所描述實施方式的某些修改和改良,并且所有這些備選的實施方式、修改和改良都在當前發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0013]圖1A顯示了一種復合層壓制件5。本圖顯示了一種實施方式的層壓制件的疊加構(gòu)造或組件。層壓制件5包括納米增強薄膜10層,支撐紗網(wǎng)20和復合層50。圖1B顯示了依照本發(fā)明另一實施方式的復合層壓制件55。圖1B顯示一種層壓制件的疊加構(gòu)造或組件,且包含了可選的防雷擊層40。圖1C顯示了具有納米增強薄膜10、支撐紗網(wǎng)20,防雷擊層40以及復合層50的復合層壓制件55的透視剖視圖。支撐紗網(wǎng)20具有相對的側(cè)面32和34,其中,側(cè)面34在圖1A中貼近復合層50,以及在圖1B、圖1C中貼近防雷擊層40。圖1C還顯示可選的一個或多個漆層35.[0014]圖1A和圖1B中所示實施方式的納米增強薄膜10可形成航天飛行器(如飛機)的的外部部件的外表面。納米增強薄膜10具有第一側(cè)面12和第二側(cè)面14,其中第一側(cè)面12可形成外部部件的外表面的一部分。本文所用的外部部件,意指在飛行或地面工作過程中暴露在環(huán)境中的任一組件。外部部件可包括但不限于例如機身、尾翼、機翼、發(fā)動機或機艙、豎直尾翼、旋轉(zhuǎn)葉片的飛機組件,包含任何組件或其部分。外部部件還可以包含而不限于其它具有類似的功能或性能特點的非飛機組件,如風力渦輪葉片。
[0015]納米增強薄膜10可以包括而不限于納米材料和聚合物樹脂。如碳納米管、碳納米纖維、納米硅酸鹽、納米芳綸及納米氧化鋁的納米材料,給薄膜帶來了多種功能性屬性,如更低重量密度、更高強度、更高的耐蝕性和耐磨性,更高的導熱率,更高的耐熱循環(huán)性能和更高的抗紫外線性能。在一個實施方式中,形成納米增強薄膜10中所用的納米材料為碳納米纖維,該碳納米纖維的平均直徑是約60納米到約300納米(nm),并且平均長度是約30微米(Pm)到約50毫米(mm)。在一個例子中,該碳納米纖維的直徑約為150nm,并且長度約為10毫米(mm)。在該納米增強薄膜10中碳納米纖維的重量百分比可高達約8%。在另一個實施方式中,碳納米纖維的量按重量計可高達約20%,其優(yōu)選量取決于起始選擇的樹脂的黏度和含納米增強物的樹脂的優(yōu)選黏度。當樹脂中含有除碳納米纖維外的其它納米微粒時,可減少碳納米纖維的量。當樹脂黏度低到處于約500cP時,納米增強物的量按重量計可更高達約20%。
[0016]在另一實施方式中,用在形成納米增強薄膜10的納米材料除了碳納米纖維之外還可以包括碳納米管。碳納米纖維和納米管的相對量可以變化。在一個例子中,碳納米管為多壁碳納米管(MWCNTs)。該多壁納米管按薄膜重量計可在約0.2%到約0.7%之間。由于加入多壁碳納米管會增加在形成納米增強薄膜10期間產(chǎn)生的碳納米管/碳納米纖維/聚合物樹脂混合物的黏度,因此優(yōu)選較相對低百分比的多壁碳納米管。在一個例子中,多壁碳納米管按重量計優(yōu)選占薄膜的約0.5%,按重量計優(yōu)選范圍在占薄膜的約0.2%到約0.5%之間。多壁碳納米管的直徑在約5nm與約IOOnm之間,并且平均長度在約0.5微米(y m)與約5mm之間。在一個例子中,多壁碳納米管的平均直徑是約9.5nm,并且平均長度是約1.5 u m0在其它實施方式中,碳納米管可以是單壁碳納米管或者是多壁碳納米管和單壁碳納米管的混合物。
[0017]碳納米管或碳納米纖維中的一者或二者能在膜形成前功能化。舉例來說,功能化可以通過在被稱作臭氧分解的工藝中在包含臭氧的受控氛圍中熱處理纖維而發(fā)生。在美國專利申請公開文獻N0.2009/0186214中描述了一種示例的功能化工藝,其通過引用被結(jié)合到本文中。
[0018]在碳納米纖維和納米管都包含納米材料的一個實施方式中,該納米材料按重量計可占納米增強薄膜10的高達約10%。在另一個實施方式中,碳納米纖維和納米管按重量計可占納米增強薄膜10的高達約8%。在另外一個實施方式中碳納米纖維和碳納米管按重量計可占納米增強薄膜10的高達約5%。
[0019]如上文一個例子中所陳述的,納米增強薄膜10可以包括碳納米管,碳納米纖維和聚合物樹脂。在一個實施方式中,該聚合物樹脂是一種增韌環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂優(yōu)選用于航空復合組件,因為它提供了這些結(jié)構(gòu)所想要的性能屬性的完美結(jié)合,包括但是不限于高的強度重量比、損傷容限、環(huán)境抗性和耐久性。在替代的實施方式中可以選用其它的樹脂,比如聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺(bismaleimides)、聚酰胺、苯并惡嗪、聚脂、乙烯基樹脂、雙馬來酰亞胺(bismaelimides)、酹醒塑料和氰酸酯。下面進一步描述由碳納米材料和聚合物樹脂形成納米增強薄膜10。
[0020]一旦形成,納米增強薄膜10能夠具有在約40g/m2與約400g/m2之間的面積重量。在一個例子中,納米增強薄膜10具有小于約100g/m2的面積重量。在另一個例子中,納米增強薄膜10具有小于約150g/m2的面積重量。
[0021]支撐紗網(wǎng)20與納米增強薄膜10結(jié)合用于在疊加過程期間支撐和限制納米增強薄膜的拉伸或撕裂。支撐紗網(wǎng)20還增加納米增強復合層壓制件5和55的尺寸穩(wěn)定性并提供優(yōu)良的固化層厚控制。支撐紗網(wǎng)20可為大量碳復合結(jié)構(gòu)提供光滑的覆蓋層并以最小的重量增幅增加了剛度。如圖1A-1C中所示,支撐紗網(wǎng)20有相對的側(cè)面32和34,在圖1A中側(cè)面34貼近復合層50,并且在圖1B、1C中貼近可選的防雷擊層40。支撐紗網(wǎng)20在一個實施方式中為碳纖維和粘合劑的無紡氈。無紡氈優(yōu)選地是由短切纖維形成的無紡材料,如可通過Technical Fibre Products獲得的Optimat。最優(yōu)選地,短切纖維是碳纖維。粘合劑按重量計可以占支撐紗網(wǎng)的約5%。在一個實施方式中,粘合劑可為聚乙烯醇(PVA)粘合劑。另外的聚合物粘合劑可在需要時用在支撐紗網(wǎng)中。支撐紗網(wǎng)20的面積重量可在約3g/m2與約50g/m2之間。在一個實施方式中,支撐紗網(wǎng)20是面積重量小于約10g/m2的碳基紗網(wǎng)。支撐紗網(wǎng)不同于用在傳統(tǒng)載重復合結(jié)構(gòu)中的重纖維(面積重量一般會大于70g/m2),無需承擔結(jié)構(gòu)負載,例如下面的復合層50。
[0022]在一個實施方式中,納米增強薄膜10和支撐紗網(wǎng)20可以結(jié)合使得在納米增強薄膜和支撐紗網(wǎng)之間無明顯分界面。也就是納米增強薄膜10和支撐紗網(wǎng)20可形成單層材料。在這個實施方式中,支撐紗網(wǎng)被預浸潰碳納米材料和作為基體的聚合物樹脂混合物,例如在本領(lǐng)域已知的可生成無縫單層薄膜的傳統(tǒng)預浸潰處理技術(shù)。
[0023]繼續(xù)圖1A到1C,復合層50在一個優(yōu)選的實施方式中可包括浸潤有環(huán)氧樹脂的碳纖維增強物。然后,復合層50可以由任何增強物形成,如編織、針織、紡織、非織造、單向纖維束,或其它已知的增強構(gòu)造,及其組合。這種強化物通常具有超過約70g/m2的面積重量。此外,復合層50可以由一層或多層強化層構(gòu)成,例如二層、三層、四層或更多層。在替代實施方式中,可使用樹脂,例如:環(huán)氧樹脂,聚酰亞胺,雙馬來酰亞胺,聚酰胺,苯并惡嗪,聚酯,乙烯酯,雙馬來酰亞胺,酚醛塑料,和氰酸酯。
[0024]如圖1B、IC中所示,復合層壓制件55可以包括處于支撐紗網(wǎng)20層和復合層50之間的可選的防雷擊層40。在一個替代實施方式中,防雷擊層40可被放置在薄膜10和支撐紗網(wǎng)20之間。各種基底可用于防雷擊層40。舉例說明,延展金屬薄片或金屬網(wǎng)(例如:由鋁、銅、青銅、鎳或銀形成),金屬織物(例如:由銅、青銅、鋁、鎳或銀形成),或如在美國專利申請公開文獻N0.2009/0186214中所描述的復合纖維,該公開文獻通過引用被結(jié)合到本文中。當鋁用作防雷擊層40時,支撐紗網(wǎng)20優(yōu)選是聚合樹脂紗網(wǎng)。此外,包含預浸潰有環(huán)氧樹脂的玻璃纖維的復合層(在圖1B或IC中未示出)優(yōu)選放置成直接鄰近表面薄膜并處在表面薄膜下面以將鋁的電化學腐蝕最小化。
[0025]適航證頒發(fā)機構(gòu)已建立了對于各種飛機及飛機組件的防雷擊保護的標準。提供防雷擊層40可使飛機及飛機組件符合這樣的標準,使得由這種雷擊產(chǎn)生的電能適當?shù)叵⒁员苊鈱嵸|(zhì)損害。不幸的是在傳統(tǒng)的防雷擊層中設(shè)置金屬屏障會致使層壓結(jié)構(gòu)的熱膨脹特征的差異,這能導致微裂紋。使用具有支撐紗網(wǎng)20層的納米增強薄膜10,即使不能消除,也可以最小化這種下面會探討的、由于使用金屬的防雷擊層40而產(chǎn)生的微裂紋。
[0026]對于復合層壓制件5、55,外部表面12可以按順序并且任選地涂覆漆層35(其可包括任選的底漆層),如圖1C中所示。
[0027]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2,其顯示了制作納米增強復合層壓制件5和55的過程100。起初,在步驟110將碳納米材料和樹脂混合在一起。在一個實施方式中,這些材料在配料設(shè)備中混合在一起,如現(xiàn)有技術(shù)中已知的組合葉片式攪拌器和擠壓機。在配料中的每種材料可以獨立地引入配料設(shè)備中。環(huán)氧樹脂可以最先引入,接著是納米材料和其它添加劑。當碳納米材料包括碳纖維和碳納米管兩種時,這些成分也可以獨立地引入到配料設(shè)備中,或者按該【技術(shù)領(lǐng)域】中已知的和催化劑一起預混合。適合催化劑的描述被闡述在美國專利N0.4,822,832 和 B.Dao 等人的文章"Accelerated Aging Versus Realistic Aging inAerospace Composite Materials (航空復合材料的加速老化與實際老化)"中的“I1.Chemistry of Thermal Aging in a Structural Composite (I1.結(jié)構(gòu)化復合物的熱老化化學)”(澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織分子和衛(wèi)生技術(shù)部,應用聚合物科學雜志,Vol.102, 3221-3232, Weley Periodicals, Inc,,(2006))中,此二文通過引用被結(jié)合到本文中。在一個實施方式中,可以使用由四縮水甘油基二氨基二苯基甲烷(TGDDM)和三縮水甘油基對氨基苯酹(triglycidylparaaminophenol) (TGAP)通過3,30和4,40-聯(lián)苯胺砜混合物固化的環(huán)氧樹脂基體。環(huán)氧樹脂還可以包含增韌劑,其可以是熱塑性聚砜塑料。
[0028]繼續(xù)圖2,如步驟120中所示,在本領(lǐng)域已知的操作條件下使用擠出機,配料可以形成具有所需面積重量的納米增強薄膜10。
[0029]如步驟130中所示,納米增強薄膜與支撐紗網(wǎng)20結(jié)合。在一個實施方式中,納米增強薄膜10通過輥壓薄膜轉(zhuǎn)移機被灌注支撐紗網(wǎng)20,例如在本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)薄膜轉(zhuǎn)移預浸潰技術(shù)中。
[0030]任選地,如在步驟140中所示,納米增強薄膜10和支持紗網(wǎng)20可以與防雷擊層40結(jié)合。防雷擊層40可定位于貼近支撐紗網(wǎng)20,并且還可使用本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)薄膜轉(zhuǎn)移預浸潰技術(shù)組裝。替代地,在如下描述的加熱和固化處理期間,防雷擊層40可定位貼近支撐紗網(wǎng)20層。
[0031]如在步驟150中所示,納米增強薄膜10和支撐紗網(wǎng)20可以與預制片(其在固化時變成上文所描述的復合層50)結(jié)合來形成預制層壓制件205 (如在圖3中所示)??梢允褂帽绢I(lǐng)域中已知的傳統(tǒng)方法來結(jié)合納米增強薄膜10、支撐紗網(wǎng)20和預制件。納米增強薄膜10和支撐紗網(wǎng)20 (作為分離膜或作為已進行上文所述預浸潰的單個膜)可以敷到干預制片的任一側(cè)面。之后,該組合件可通過本領(lǐng)域中已知的熱輥固化。替代地,該預制片可通過本領(lǐng)域中已知的樹脂注入工藝形成,并且然后通過手工疊加工藝與納米增強薄膜10和支撐紗網(wǎng)20結(jié)合,接著通過下面進行討論的高壓釜來進行固化。
[0032]如圖2中所示,步驟160包括將預制層壓制件205放置在工具上用于進一步處理。按照本發(fā)明的一個實施方式的包括預制層壓制件205的疊加組件200的示意圖在圖3中示出。
[0033]在步驟170中,疊加組件200 (圖3)被放置在傳統(tǒng)復合處理設(shè)備如高壓釜中以固化預制層壓制件205并形成復合層壓制件5或55 (圖1A和1B)。在步驟170中,納米增強薄膜10中的聚合物樹脂和預制片被固化。因此,步驟170可固化與碳納米材料(包括納米纖維和碳納米管中的一者或二者)結(jié)合以形成納米增強薄膜10的環(huán)氧樹脂和形成復合層50的預制片上的附加環(huán)氧樹脂。當?shù)谝缓偷诙酆衔飿渲嗤瑫r(例如二者均為環(huán)氧樹脂),預制層壓制件可以數(shù)次暴露在高達約350華氏度的溫度下,和高達約IOOpsig的壓力下以充分固化該聚合物樹脂。有時取決于所用的樹脂而需要更高的溫度及壓力。例如,聚酰亞胺一般具有更高的固化溫度,約600華氏度到約700華氏度,和更高的壓力,高達約200psig。固化后的層壓制件然后被冷卻且復合層壓制件部件從疊加組件200上被移除(圖3)。
[0034]圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的疊加組件200。該疊加組件200可以包括使用直接放置在工具220上的剝離層材料210。這種預制層壓制件205包括在上面具有納米增強薄膜10的第一側(cè)面206,和第二側(cè)面208。預制層壓制件205的第一側(cè)面206放置在剝離層210上。在完成下面進一步詳述的固化步驟后,剝離層210利于使預制層壓制件205從工具220上移除。
[0035]一種非滲透性的分離膜230可被放置在預制層壓制件205上,接著是任選的墊板片240。一種滲透性的基板250,例如延展玻璃纖維(無紡的或紡織的),有助于產(chǎn)生用于多孔結(jié)構(gòu)的排泄路徑,其在固化期間被排除,該基板被放置在剝離層210,預制層壓制件205,非滲透性分離膜230和任選的墊板片240上面。滲透性基板250和非滲透性分離膜230的末端在工具表面222上結(jié)合。之后真空隔離層260被放置在組件上,并通過真空密封件224被密封到工具表面222上。以上所描述的處理意圖單純地說明形成本文所披露的復合層壓制件的一種方法。除了前面所述的手工疊加之外的替代制造方法也是可用的,包括樹脂膜溶滲工藝(RFI)、樹脂傳遞模塑法(RTM)和適于最終應用于納米增強薄膜和層壓制件,且為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的其它工藝。
[0036]盡管納米增強薄膜10、支撐紗網(wǎng)20、復合層50、任選的防雷擊層40和任選的底漆及漆層35已經(jīng)被顯示并關(guān)于它們彼此相鄰的位置在前文中被描述,但本公開內(nèi)容包括復合結(jié)構(gòu),其中,這些層被不同地并置。例如,防雷擊層40可位于納米增強薄膜10和支撐紗網(wǎng)20之間,替換在圖1B中所示的結(jié)構(gòu)。如前面所闡述的一樣,制造之前所提到的層能被重新定位的這些結(jié)構(gòu)將會發(fā)生,并且與已知的組裝方法一致。
[0037]納米增強物和支撐紗網(wǎng)的結(jié)合除了其它良好品質(zhì)之外提供改良的紫外線和熱循環(huán)性能。下面的表1與表2證實和說明了由本文所描述的納米增強薄膜和層壓制件所提供的改良的紫外線保護性能。
[0038]紫外線暴露評價使用在ASTM G-155,操作用于非金屬材料曝光的氣弧光設(shè)備的標準準則,10.1520/G0155-05A中規(guī)定的標準程序進行。這一標準闡述使用氙弧光來試圖重現(xiàn)材料在實際使用中暴露在陽光下產(chǎn)生的風化作用的方法。實驗樣本(在表2中確定)暴露在可控的環(huán)境傳導下過濾后的氙弧光中。與實驗相關(guān)的附加參數(shù)如下:
[0039]紫外光源:氙弧照射
[0040]光譜照射度:0.35W/m2,波長340nm
[0041]黑板溫度:63±2.5 °C
[0042]曝光循環(huán):102分鐘曝光,接著光和水噴灑18分鐘
[0043]總曝光時間:3000小時,每500小時監(jiān)測。
[0044]表1表明用于確定UV性能的退化等級。
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種用于航空飛行器的外部部件上的復合層壓制件,該層壓制件包含: a.包含碳納米材料和聚合物樹脂的納米增強薄膜; b.支撐紗網(wǎng);和 c.包含一個或多個增強物層和附加聚合物樹脂層的復合層; 由此所述復合層壓制件具有改良的紫外線抵抗性能和對熱循環(huán)導致的微裂紋的抵抗性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合層壓制件,其中,所述碳納米材料是碳納米纖維,并且所述納米增強薄膜具有低于約100g/m2的面積重量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合層壓制件,其中,所述碳納米材料包含碳納米纖維和碳納米管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復合層壓制件,其中,所述碳納米管是多壁碳納米管并且按重量計占所述納米增強薄膜的高達大約0.7 %,并且所述碳納米纖維按重量計占所述納米增強薄膜的高達大約5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復合層壓制件,其中,所述碳納米管是多壁碳納米管,按重量計占所述納米增強薄膜的高達大約0.5 %,并且所述碳納米纖維按重量計占所述納米增強薄膜的高達大約3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復合層壓制件,其中,所述碳納米纖維和納米管按重量計占所述納米增強薄膜的高達大約8%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合層壓制件,進一步包含防雷擊層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合層壓制件,其中,所述支撐紗網(wǎng)是碳纖維和粘合劑的無紡氈,該支撐紗網(wǎng)具有小于每平方米大約10克的空中重量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合層壓制件,其中,所述增強物為編織、針織、紡織、非織造的單向纖維束或其任意結(jié)合物,所述復合層具有每平方米至少70克的空中重量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合層壓制件,其中,所述增強物為紡織碳纖維,所述附加聚合物樹脂為環(huán)氧樹脂,所述復合層具有每平方米至少70克的空中重量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合層壓制件,其中,所述支撐紗網(wǎng)是玻璃纖維。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的復合層壓制件,在支撐紗網(wǎng)層和復合層之間進一步包含鋁防雷擊層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合層壓制件,其中,所述層壓制件提供抵抗吸收來源于陽光的UV的性能,或在采用范圍從250到400nm,標稱波長340nm的氙弧燈,以0.35ff/m2曝光,采用交替曝光和噴灑水的實驗室環(huán)境中長達3000小時。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合層壓制件,其中,所述納米增強薄膜為航空飛行器的外部部件的外部暴露層,所述支撐紗網(wǎng)與其相鄰,并且所述復合層與所述支撐紗網(wǎng)相鄰。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的復合層壓制件,在所述支撐紗網(wǎng)和復合層之間進一步包含防雷擊層。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的復合層壓制件,在納米增強薄膜和支撐紗網(wǎng)之間進一步包含防雷擊層。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合層壓制件,進一步包含形成航空飛行器的外部部件的外部暴露層的一個或多個漆層,所述一個或多個漆層與納米增強薄膜相鄰,所述納米增強薄膜與支撐紗網(wǎng)相鄰,并且所述支撐紗網(wǎng)與復合層相鄰。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的復合層壓制件,在支撐紗網(wǎng)和復合層之間進一步包含防雷擊層。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的復合層壓制件,在納米增強薄膜和支撐紗網(wǎng)之間進一步包含防雷擊層。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合層壓制件,其中,所述納米增強薄膜和支持紗網(wǎng)形成單層材料。`
【文檔編號】B32B17/02GK103770391SQ201310490395
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月3日
【發(fā)明者】T·M·克魯肯伯格, V·V·普加, A·M·馬扎尼 申請人:古德里奇公司, 羅爾公司