專利名稱：Pbo纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶及制備方法。
背景技術(shù)：
隨著氫能源的廣泛應(yīng)用，特別是氫內(nèi)燃機(jī)汽車和以氫為動(dòng)力的燃料電池汽車技術(shù)日趨于大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，對(duì)儲(chǔ)氫容器綜合性能的要求越來(lái)越高。目前儲(chǔ)氫容器以鋼瓶為主，但這種容器存在體重、安全性差，由于氫密度小，故其儲(chǔ)氫效率很低，加壓到15MPa時(shí)，循環(huán)充放的疲勞次數(shù)在3000次左右，質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度≤3％。對(duì)于移動(dòng)用途的儲(chǔ)氫容器而言，加大氫壓來(lái)提高攜氫量將有可能導(dǎo)致氫分子從容器壁逸出或產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象。而對(duì)于清潔能源燃料電池系統(tǒng)等高新技術(shù)領(lǐng)域使用的高壓儲(chǔ)氫氣瓶不但要求重量輕，還要求使用安全性高。因此，根據(jù)氣瓶?jī)?chǔ)存介質(zhì)氫氣的性質(zhì)，采用整體旋壓工藝制作的無(wú)縫鋁合金內(nèi)襯用作儲(chǔ)氫氣瓶的內(nèi)襯解決氣瓶的氣密性、氫脆和因焊縫開裂而導(dǎo)致的低疲勞失效的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有鋼瓶體重、安全性差，由于氫密度小，故其儲(chǔ)氫效率很低，加壓到15MPa時(shí)，質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度≤3％。對(duì)于移動(dòng)用途而言，加大氫壓來(lái)提高攜氫量將有可能導(dǎo)致氫分子從容器壁逸出或產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象；采用單一纖維復(fù)合材料的容器抗拉伸強(qiáng)度差、拉伸模量較低、抗斷裂應(yīng)變和沖擊韌性差的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種PBO纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶及制備方法，具體技術(shù)方案如下本發(fā)明的混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶包括內(nèi)襯層、粘接劑層和纖維復(fù)合材料層，它還包括玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層，纖維復(fù)合材料層由碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層和PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層構(gòu)成，內(nèi)襯層采用鋁合金，鋁合金內(nèi)襯層的外表面與粘接劑層粘接，粘接劑層的外表面與碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層的內(nèi)表面粘接，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層的內(nèi)表面纏繞在碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層的外表面上，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層的外表面纏繞玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層。
本發(fā)明的PBO纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶的制備方法采用下列步驟
步驟一、首先在鋁合金內(nèi)襯層1的外表面上均勻涂刷一層彈性界面粘接劑層2；步驟二、在粘接劑層2的外表面采用纖維濕法纏繞工藝進(jìn)行碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層3的制作，依次按照螺旋向和環(huán)向交替進(jìn)行碳纖維復(fù)合材料螺旋向和環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為15.5°～19.5°，每個(gè)纏繞層厚度為0.6mm～0.7mm，碳纖維內(nèi)結(jié)構(gòu)層3的厚度為4.8mm～8.4mm；步驟三、在經(jīng)步驟二的碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層3的外表面上采用螺旋向與環(huán)向交替進(jìn)行PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層4的纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為16.0°～19.5°，每個(gè)纏繞層厚度為0.4mm～0.5mm，、PBO纖維外結(jié)構(gòu)層4的纏繞厚度為2.0mm～4.0mm；步驟四、在步驟三的PBO纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)層4的外表面螺旋向纏繞二～三層和環(huán)向纏繞二～三層玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層5，螺旋向纏繞角為25°～45°，每個(gè)纏繞層厚度為0.5mm，玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層5的厚度為2mm～3mm；步驟五、將上述疊加纏繞成形后的瓶體放入固化爐內(nèi)進(jìn)行固化，初始固化溫度為60℃～70℃，保溫2h～3h，升溫至110℃～120℃，保溫2h～4h，最后升溫至145℃～155℃保溫3h～5h，瓶體隨爐自然冷卻至室溫出爐，即制成本發(fā)明的PBO纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶。
上述鋁合金內(nèi)襯層1的厚度為3mm～6mm、彈性粘接劑層2的厚度為0.5mm～0.7mm。
本發(fā)明彌補(bǔ)了由單一碳纖維復(fù)合材料制作的壓力容器因其低抗沖擊性能和低應(yīng)變水平而導(dǎo)致的失效破壞，又彌補(bǔ)了由單一PBO纖維的復(fù)合材料制作的壓力容器因其弱壓縮性能和低界面剪切應(yīng)力而導(dǎo)致的失效破壞，使PBO纖維與碳纖維兩種材料取長(zhǎng)補(bǔ)短，達(dá)到了兩種纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的。采用鋁合金內(nèi)襯層1整體旋壓成形能夠滿足循環(huán)高壓下氫氣的氣密性，具有突出的抗氫氣腐蝕性能，不會(huì)產(chǎn)生氫脆裂紋，避免因焊縫而引起的疲勞失效。玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層5能夠保護(hù)PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層4的免受機(jī)械損傷和光老化。本發(fā)明的高壓儲(chǔ)氫氣瓶具有使用壽命長(zhǎng)(該高壓儲(chǔ)氫氣瓶循環(huán)充放的疲勞次數(shù)大于8000次)、較高的安全可靠性(爆破壓力大于83MPa，工作壓力可達(dá)35MPa)。


圖1是本發(fā)明的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1描述本實(shí)施方式。本實(shí)施方式由鋁合金內(nèi)襯層1、彈性粘接劑過(guò)渡層2、碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層3、PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層4和玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層5組成，鋁合金內(nèi)襯層1與碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層2之間由彈性粘接劑過(guò)渡層2粘接，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層4的內(nèi)表面纏繞在碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層3的外表面上，在PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層4的外表面纏繞玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層5。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式的制備方法采用下列步驟步驟一、首先在鋁合金內(nèi)襯層1的外表面上均勻涂刷一層彈性界面粘接劑層2；鋁合金內(nèi)襯層1材料采用6061鋁合金，6061鋁合金具有突出的抗氫氣腐蝕性能，不會(huì)產(chǎn)生氫脆裂紋。鋁合金內(nèi)襯層1的厚度為3mm～6mm、彈性粘接劑層2的厚度為0.5mm～0.7mm。鋁合金內(nèi)襯層1采用整體旋壓技術(shù)成形的無(wú)縫柱狀結(jié)構(gòu)，避免了因焊縫而引起的疲勞失效。
步驟二、在粘接劑層2的外表面采用纖維濕法纏繞工藝進(jìn)行碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層3的制作，依次進(jìn)行一至二層螺旋纏繞、二層環(huán)向纏繞、一至二層螺旋纏繞、一至二層環(huán)向纏繞、一至三層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞碳纖維復(fù)合材料，螺旋向纏繞的纏繞角為15.5°～19.5°，每個(gè)纏繞層厚度為0.6mm～0.7mm，碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層3的纏繞厚度為4.2mm～8.4mm；步驟三、在經(jīng)步驟二的碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層3的外表面上依次采用一至三層螺旋纏繞、一層環(huán)向纏繞、二至三層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞成形PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層4，螺旋向纏繞的纏繞角為16.0°～19.5°，每個(gè)纏繞層厚度為0.4mm～0.5mm，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層4的纏繞厚度為2.0mm～4.0mm；步驟四、在步驟三的PBO纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)層4的外表面采用螺旋向纏繞二～三層和環(huán)向纏繞二～三層玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層5，螺旋向纏繞角為25°～45°，每個(gè)纏繞層厚度為0.5mm，玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層5的厚度為2mm～3mm；步驟五、將上述疊加纏繞成形后的瓶體放入固化爐內(nèi)進(jìn)行固化，初始固化溫度為60℃～70℃，保溫2h～3h，升溫至110℃～120℃，保溫2h～4h，最后升溫至145℃～155℃保溫3h～5h，瓶體隨爐自然冷卻至室溫出爐，即制成本發(fā)明的PBO纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶。
碳纖維復(fù)合材料和PBO纖維復(fù)合材料的樹脂基體均為環(huán)氧樹脂體系。
彈性粘接劑過(guò)渡層既具有粘接鋁內(nèi)襯和碳纖維復(fù)合材料的功能，同時(shí)還具有保護(hù)鋁內(nèi)襯不受碳纖維的電化學(xué)腐蝕的作用。
外防護(hù)層5采用的玻璃纖維復(fù)合材料能夠保護(hù)PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層4免受機(jī)械損傷和環(huán)境對(duì)其老化的作用。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二的不同點(diǎn)在于步驟一的彈性粘接劑層2的涂刷厚度為0.6mm；步驟二中依次進(jìn)行一層螺旋向纏繞、二層環(huán)向纏繞、一層螺旋纏繞、一層環(huán)向纏繞、一層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為15.5°，每個(gè)纏繞層的厚度為0.6mm，碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層3的厚度為4.2mm；步驟三中依次采用一層螺旋向纏繞、一層環(huán)向纏繞、二層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為16°，每個(gè)纏繞層的厚度為0.4mm，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層4的纏繞厚度為2mm；步驟四中螺旋向纏繞二層和環(huán)向纏繞二層玻璃纖維復(fù)合材料，螺旋向纏繞角為25°，每個(gè)纏繞層厚度為0.5mm，玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層5的厚度為2mm；步驟五中瓶體固化溫度為60℃，保溫3h，然后升溫至110℃，保溫4h，最后再升溫至150℃，保溫5h。其它步驟與具體實(shí)施方式
二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二的不同點(diǎn)在于步驟一的彈性粘接劑層2的涂刷厚度為0.6mm；步驟二中依次進(jìn)行一層螺旋向纏繞、二層環(huán)向纏繞、二層螺旋纏繞、二層環(huán)向纏繞、二層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為17°，每個(gè)纏繞層的厚度為0.6mm，碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層3的纏繞厚度為6mm；步驟三中依次采用二層螺旋向纏繞、一層環(huán)向纏繞、二層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為17°，每個(gè)纏繞層的厚度為0.6mm，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層4的纏繞厚度為3.6mm；步驟四中螺旋向纏繞二層和環(huán)向纏繞三層玻璃纖維復(fù)合材料，螺旋向纏繞角為35°，每個(gè)纏繞層厚度為0.5mm，玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層5的纏繞厚度為2.5mm；步驟五中固化溫度為65℃，保溫2.5h，然后升溫至115℃，保溫3h，最后再升溫至150℃，保溫4h。其它步驟與具體實(shí)施方式
二相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二的不同點(diǎn)在于步驟一的彈性粘接劑層2的涂刷厚度為0.7mm；步驟二中依次進(jìn)行二層螺旋向纏繞、二層環(huán)向纏繞、二層螺旋纏繞、二層環(huán)向纏繞、三層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為19.5°，每個(gè)纏繞層的厚度為0.7mm，碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層3的纏繞厚度為8.4mm；步驟三中依次采用三層螺旋向纏繞、一層環(huán)向纏繞、三層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為19.5°，每個(gè)纏繞層的厚度為0.5mm，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層4的纏繞厚度為4mm；步驟四中螺旋向纏繞三層和環(huán)向纏繞三層玻璃纖維復(fù)合材料，螺旋向纏繞角為45°，每個(gè)纏繞層厚度為0.5mm，玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層5的纏繞厚度為3mm；步驟五中固化溫度為60℃，保溫2h，然后升溫至120℃，保溫3h，最后再升溫至155℃，保溫3h。其它步驟與具體實(shí)施方式
二相同。
根據(jù)柱狀高壓儲(chǔ)氫氣瓶的受力狀態(tài)和PBO纖維與碳纖維的力學(xué)特點(diǎn)，將具有突出壓縮性能、低應(yīng)變和良好的與樹脂基體的界面性能的碳纖維設(shè)計(jì)在容器的內(nèi)層以承載容器的壓縮載荷和進(jìn)行有效的應(yīng)力傳遞，將具有優(yōu)異拉伸性能和沖擊韌性PBO纖維設(shè)計(jì)在容器的外層以主要承載容器內(nèi)壓引起的拉伸載荷和外部環(huán)境導(dǎo)致的沖擊載荷，這樣既可以彌補(bǔ)由單一碳纖維復(fù)合材料制作的壓力容器因其低抗沖擊性能和低應(yīng)變水平而導(dǎo)致的失效破壞，又可以彌補(bǔ)由單一PBO纖維的復(fù)合材料制作的壓力容器因其弱壓縮性能和低界面剪切應(yīng)力而導(dǎo)致的失效破壞，使兩種纖維材料取長(zhǎng)補(bǔ)短，達(dá)到混雜纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)氫容器結(jié)構(gòu)的綜合性能優(yōu)化。提高復(fù)合材料高壓容器使用壽命和安全可靠性。
權(quán)利要求
1.PBO纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶，包括內(nèi)襯層(1)、粘接劑層(2)和纖維復(fù)合材料層，其特征在于它還包括玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層(5)，纖維復(fù)合材料層由碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層(3)和PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層(4)構(gòu)成，內(nèi)襯層(1)采用鋁合金，鋁合金內(nèi)襯層(1)的外表面與粘接劑層(2)粘接，粘接劑層(2)的外表面與碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層(3)的內(nèi)表面粘接，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層(4)的內(nèi)表面纏繞在碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層(3)的外表面上，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層(4)的外表面纏繞玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層(5)。
2.權(quán)利要求1所述的PBO纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶的制備方法，其特征在于該方法的步驟如下步驟一、首先在鋁合金內(nèi)襯層(1)的外表面上均勻涂刷一層彈性界面粘接劑層(2)；步驟二、在粘接劑層(2)的外表面采用纖維濕法纏繞工藝進(jìn)行碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層(3)的制作，依次按照螺旋向和環(huán)向交替進(jìn)行碳纖維復(fù)合材料螺旋向和環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為15.5°～19.5°，每個(gè)纏繞層厚度為0.6mm～0.7mm，碳纖維內(nèi)結(jié)構(gòu)層(3)的纏繞厚度為4.8mm～8.4mm；步驟三、在經(jīng)步驟二的碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層(3)的外表面上采用螺旋向與環(huán)向交替進(jìn)行PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層(4)的纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為16.0°～19.5°，每個(gè)纏繞層厚度為0.4mm～0.5mm，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層(4)的纏繞厚度為2.0mm～4.0mm；步驟四、在步驟三的PBO纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)層(4)的外表面螺旋向纏繞二～三層和環(huán)向纏繞二～三層玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層(5)，螺旋向纏繞角為25°～45°，每個(gè)纏繞層厚度為0.5mm，玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層(5)的厚度為2mm～3mm；步驟五、將上述疊加纏繞成形后的瓶體放入固化爐內(nèi)進(jìn)行固化，初始固化溫度為60℃～70℃，保溫2h～3h，升溫至110℃～120℃，保溫2h～4h，最后升溫至145℃～155℃保溫3h～5h，瓶體隨爐自然冷卻至室溫出爐，即制成本發(fā)明的PBO纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PBO纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶的制備方法，其特征在于步驟一的彈性粘接劑層(2)的涂刷厚度為0.5mm；步驟二中依次進(jìn)行一層螺旋向纏繞、二層環(huán)向纏繞、一層螺旋纏繞、一層環(huán)向纏繞、一層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為15.5°，每個(gè)纏繞層的厚度為0.6mm，碳纖維混雜復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層(3)的厚度為4.2mm；步驟三中依次采用一層螺旋向纏繞、一層環(huán)向纏繞、二層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為16°，每個(gè)纏繞層的厚度為0.4mm，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層(4)的纏繞厚度為2mm；步驟四中螺旋向纏繞二層和環(huán)向纏繞二層玻璃纖維復(fù)合材料，螺旋向纏繞角為25°，每個(gè)纏繞層厚度為0.5mm，玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層(5)的厚度為2mm；步驟五中固化溫度為60℃，保溫3h，然后升溫至110℃，保溫4h，最后再升溫至145℃，保溫5h。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PBO纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶的制備方法，其特征在于步驟一的彈性粘接劑層(2)的涂刷厚度為0.6mm；步驟二中依次進(jìn)行一層螺旋向纏繞、二層環(huán)向纏繞、二層螺旋纏繞、二層環(huán)向纏繞、二層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為17°，每個(gè)纏繞層的厚度為0.6mm，碳纖維混雜復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層(3)的纏繞厚度為6mm；步驟三中依次采用二層螺旋向纏繞、一層環(huán)向纏繞、二層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為17°，每個(gè)纏繞層的厚度為0.6mm，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層(4)的纏繞厚度為3.6mm；步驟四中螺旋向纏繞二層和環(huán)向纏繞三層玻璃纖維復(fù)合材料，螺旋向纏繞角為35°，每個(gè)纏繞層厚度為0.5mm，玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層(5)的纏繞厚度為2.5mm；步驟五中固化溫度為65℃，保溫2.5h，然后升溫至115℃，保溫3h，最后再升溫至150℃，保溫4h。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PBO纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶的制備方法，其特征在于步驟一的彈性粘接劑層(2)的涂刷厚度為0.7mm；步驟二中依次進(jìn)行二層螺旋向纏繞、二層環(huán)向纏繞、二層螺旋纏繞、二層環(huán)向纏繞、三層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為19.5°，每個(gè)纏繞層的厚度為0.7mm，碳纖維混雜復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層(3)的纏繞厚度為8.4mm；步驟三中依次采用三層螺旋向纏繞、一層環(huán)向纏繞、三層螺旋纏繞和一層環(huán)向纏繞，螺旋向纏繞的纏繞角為19.5°，每個(gè)纏繞層的厚度為0.5mm，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層(4)的纏繞厚度為4mm；步驟四中螺旋向纏繞三層和環(huán)向纏繞三層玻璃纖維復(fù)合材料，螺旋向纏繞角為45°，每個(gè)纏繞層厚度為0.5mm，玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層(5)的纏繞厚度為3mm；步驟五中固化溫度為70℃，保溫2h，然后升溫至120℃，保溫3h，最后再升溫至155℃，保溫3h。
全文摘要
PBO纖維與碳纖維混雜復(fù)合材料高壓儲(chǔ)氫氣瓶及制備方法，它涉及儲(chǔ)氫氣瓶及制備方法。它解決了現(xiàn)有采用單一纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)層制作的儲(chǔ)氫氣瓶綜合性能較低的問(wèn)題。本發(fā)明在鋁合金內(nèi)襯層(1)的外表面與粘接劑層(2)粘接，粘接劑層(2)的外表面與碳纖維復(fù)合材料內(nèi)結(jié)構(gòu)層(3)的內(nèi)表面粘接，PBO纖維復(fù)合材料外結(jié)構(gòu)層(4)的內(nèi)表面纏繞在內(nèi)結(jié)構(gòu)層(3)的外表面上，外結(jié)構(gòu)層(4)的外表面纏繞玻璃纖維復(fù)合材料外防護(hù)層(5)。方法為在內(nèi)襯層(1)的外表面上涂刷粘接劑層(2)；疊加螺旋向和環(huán)向纏繞內(nèi)結(jié)構(gòu)層(3)、外結(jié)構(gòu)層(4)及外防護(hù)層(5)；固化后即得到本發(fā)明的儲(chǔ)氫氣瓶。本發(fā)明的儲(chǔ)氣瓶工作壓力達(dá)30MPa，循環(huán)充放的疲勞次數(shù)大于8000次。
文檔編號(hào)F17C1/16GK1948818SQ200610150988
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月6日
發(fā)明者張春華, 黃玉東, 曹海琳, 宋元軍 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)