一種用于形成蜂窩結(jié)構(gòu)的薄板層和蜂窩結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于形成蜂窩結(jié)構(gòu)的薄板層和蜂窩結(jié)構(gòu)，特別涉及一種通過(guò)強(qiáng)化層如碳纖維或功能材料進(jìn)行增強(qiáng)的一種用于形成蜂窩結(jié)構(gòu)的薄板層和蜂窩結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]蜂窩結(jié)構(gòu)是由金屬材料、玻璃纖維織物或復(fù)合材料制成的一系列六邊形、四邊形及其他形狀孔格的多孔固體材料。
[0003]到目前為止，蜂窩力學(xué)性能提高只能通過(guò)增加蜂窩結(jié)構(gòu)密度來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣明顯失去了減重的功效，如何在不增加蜂窩結(jié)構(gòu)密度的前提下，提高蜂窩結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和/或功能特性，是本實(shí)用新型要解決的主要問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的實(shí)施例旨在克服以上缺陷，提供了一種用于形成蜂窩結(jié)構(gòu)的薄板層和蜂窩結(jié)構(gòu)，通過(guò)在蜂窩結(jié)構(gòu)的任意兩個(gè)蜂窩單元粘合的地方粘和有單元壁寬度的增強(qiáng)材料或功能材料，可確保在不額外增加重量或密度的同時(shí)，提高了蜂窩結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和或增加了蜂窩結(jié)構(gòu)的功能特性。
[0005]為解決上述問(wèn)題，根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種用于形成蜂窩結(jié)構(gòu)的薄板層，薄板層至少包括三層薄板材料，至少三層薄板材料在豎直方向上從上到下設(shè)置;薄板層還包括強(qiáng)化層，強(qiáng)化層為增強(qiáng)材料或功能材料，強(qiáng)化層設(shè)置在相鄰的薄板材料之間，每條強(qiáng)化層在寬度方向上的寬度為I個(gè)單元壁寬度;相鄰的薄板材料之間設(shè)置有至少兩條強(qiáng)化層，同一水平面上相鄰的強(qiáng)化層在寬度方向上的間距都為3個(gè)單元壁寬度，每條強(qiáng)化層包括上表面和下表面，上表面和下表面都設(shè)置有粘合劑，相鄰的薄板材料之間通過(guò)位于相鄰的薄板材料之間的強(qiáng)化層的上表面的粘合劑和下表面的粘合劑連接，豎直方向上相鄰的強(qiáng)化層在寬度方向上的間距都為I個(gè)單元壁寬度。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提供了一種薄板層，其中，薄板材料是芳族聚酰胺紙或鋁箔;增強(qiáng)材料是碳纖維預(yù)浸料、玻璃纖維預(yù)浸料或金屬薄板材料;功能材料是高導(dǎo)熱率材料、吸波材料或中子吸收材料。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的第三方面，提供了一種薄板層，其中，高導(dǎo)熱率材料是銅箔、鋁箔或碳纖維紙;吸波材料是鐵氧體吸波材料、短切碳纖維吸波材料、鍍鎳玻璃微珠和炭黑中的一種或多種；中子吸收材料是立方氮化硼。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的第四方面，提供了一種薄板層形成的蜂窩結(jié)構(gòu)，其中，在豎直方向上把粘合的薄板層展開，從而使薄板層膨脹形成六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)，每個(gè)蜂窩單元具有6個(gè)相等的單元壁寬度的單元壁，每個(gè)蜂窩單元的兩個(gè)相對(duì)壁的薄板材料通過(guò)強(qiáng)化層連接到相鄰的兩個(gè)蜂窩單元的相對(duì)壁的薄板材料上，每個(gè)蜂窩單元的其余四個(gè)壁的薄板材料沒(méi)有通過(guò)強(qiáng)化層連接到相鄰的蜂窩單元的相對(duì)壁的薄板材料上、并且四個(gè)壁是該蜂窩單元與相鄰的蜂窩單元共有的壁。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的第五方面，提供了一種薄板層的制備方法，其中，制備方法包括以下步驟：
[0010](I)強(qiáng)化層包括上表面和下表面，在強(qiáng)化層的上表面和下表面都設(shè)置有粘合劑，強(qiáng)化層為增強(qiáng)材料或功能材料，每條強(qiáng)化層在寬度方向上的寬度設(shè)置為I個(gè)單元壁寬度；
[0011](2)在豎直方向上從上到下設(shè)置至少三層薄板材料；
[0012](3)在步驟(2)中的相鄰的薄板材料之間設(shè)置有至少兩條步驟（I)中的強(qiáng)化層；同一水平面上相鄰的每條步驟(I)中的強(qiáng)化層在寬度方向上的間距都設(shè)置為3個(gè)單元壁寬度；豎直方向上相鄰的每條步驟(I)中的強(qiáng)化層在寬度方向上的間距都設(shè)置為I個(gè)單元壁寬度；
[0013](4)相鄰的步驟(3)中的薄板材料之間通過(guò)位于相鄰的步驟(3)中的薄板材料之間的步驟(I)中的強(qiáng)化層的上表面的粘合劑和下表面的粘合劑連接，制得薄板層。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的第六方面，提供了一種薄板層的制備方法，其中，制備方法包括以下步驟：
[0015](I)將強(qiáng)化層在寬度方向上裁剪為一個(gè)單元壁寬度;強(qiáng)化層包括上表面和下表面，在強(qiáng)化層的上表面和下表面都設(shè)置有粘合劑，強(qiáng)化層為增強(qiáng)材料或功能材料；
[0016](2)在豎直方向上從上到下設(shè)置至少三層薄板材料；
[0017](3)在步驟(2)中的相鄰的薄板材料之間設(shè)置有至少兩條步驟（I)中的強(qiáng)化層；同一水平面上相鄰的每條步驟(I)中的強(qiáng)化層在寬度方向上的間距都設(shè)置為3個(gè)單元壁寬度；豎直方向上相鄰的每條步驟(I)中的強(qiáng)化層在寬度方向上的間距都設(shè)置為I個(gè)單元壁寬度；
[0018](4)相鄰的步驟(3)中的薄板材料之間通過(guò)位于相鄰的步驟(3)中的薄板材料之間的步驟(I)中的強(qiáng)化層的上表面的粘合劑和下表面的粘合劑連接，制得薄板層。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的第七方面，提供了一種薄板層的制備方法，其中，分別在步驟
(I)中的強(qiáng)化層的上表面和下表面設(shè)置粘合劑，還能夠通過(guò)分別向步驟(2)中的薄板材料面向強(qiáng)化層的表面上設(shè)置粘合劑來(lái)進(jìn)行。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的第八方面，提供了一種薄板層的制備方法，其中，
[0021 ]薄板材料為芳族聚酰胺紙或鋁箔；
[0022]增強(qiáng)材料為碳纖維預(yù)浸料、玻璃纖維預(yù)浸料或金屬薄板材料；
[0023]功能材料為高導(dǎo)熱率材料、吸波材料或中子吸收材料。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的第九方面，提供了一種薄板層的制備方法，其中，
[0025]高導(dǎo)熱率材料為銅箔、鋁箔或碳纖維紙；
[0026]吸波材料是鐵氧體吸波材料、短切碳纖維吸波材料、鍍鎳玻璃微珠和炭黑中的一種或多種；中子吸收材料為立方氮化硼。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的第十方面，提供了一種通過(guò)上述制備方法制備的薄板層制備蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中，方法包括以下步驟：
[0028](I)固化粘合劑以便把薄板材料、強(qiáng)化層粘合在一起；
[0029](2)在薄板材料的豎直方向上把粘合的薄板材料展開，從而使薄板層膨脹形成六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)；
[0030](3)將步驟(2)展開的薄板層在高溫下進(jìn)行處理，以確保展開后的形狀在后續(xù)工作中不產(chǎn)生變化；
[0031](4)將步驟(3)展開的經(jīng)高溫處理過(guò)的薄板層浸漬在樹脂溶液中，然后固化樹脂，以使相鄰的蜂窩單元相互粘合的地方的薄板材料、強(qiáng)化層得到增強(qiáng)并粘合成一個(gè)整體，制得蜂窩結(jié)構(gòu)芯材。
[0032]本實(shí)用新型通過(guò)強(qiáng)化層實(shí)現(xiàn)了在不增加蜂窩結(jié)構(gòu)單元密度的情況下;一方面大幅提高蜂窩結(jié)構(gòu)的平面壓縮強(qiáng)度/模量及平面剪切強(qiáng)度/模量;另一方面大大降低了蜂窩結(jié)構(gòu)成型過(guò)程的蜂窩結(jié)構(gòu)壓縮量;此外，本實(shí)用新型擴(kuò)大了蜂窩結(jié)構(gòu)成型的工藝窗口，從而確保蜂窩結(jié)構(gòu)制件外形更加精確；在不增加蜂窩結(jié)構(gòu)單元密度的情況下增加了蜂窩結(jié)構(gòu)的功能，例如:增強(qiáng)材料可以為碳纖維布，用于提高蜂窩結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性能；增強(qiáng)材料還可以為吸波材料，用于提高蜂窩結(jié)構(gòu)的吸波性能。
【附圖說(shuō)明】
[0033]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖I為蜂窩結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖2A為蜂窩結(jié)構(gòu)的薄板層的第一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2B為圖2A展開后的蜂窩結(jié)構(gòu)的第一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖3A為蜂窩結(jié)構(gòu)的薄板層的第二結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖3B為圖3A展開后的蜂窩結(jié)構(gòu)的第二結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖4A為蜂窩結(jié)構(gòu)的薄板層的第三結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖4B為圖4A展開后的蜂窩結(jié)構(gòu)的第三結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041 ]圖5A為蜂窩結(jié)構(gòu)的薄板層的第四結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖5B為圖5A展開后的蜂窩結(jié)構(gòu)的第四結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖6為蜂窩結(jié)構(gòu)水平極化及垂直極化透波狀態(tài)示意圖。
[0044]圖7為傳統(tǒng)蜂窩結(jié)構(gòu)水平極化及垂直極化透波狀態(tài)對(duì)比示意圖。
[0045]附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0046]1、薄板層2、薄板材料3、強(qiáng)化層
[0047]4、粘合劑5、蜂窩結(jié)構(gòu)
【具體實(shí)施方式】
[0048]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本實(shí)用新型的范圍。此外，在以下說(shuō)明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本實(shí)用新型的概念。
[0049]本實(shí)用新型的實(shí)施例為解決上述問(wèn)題，提供了一種用于形成蜂窩結(jié)構(gòu)5的薄板層I，薄板層I至少包括三層薄板材料2，至少三層薄板材料2在豎直方向上從上到下設(shè)置;薄板層I還包括強(qiáng)化層3，強(qiáng)化層3為增強(qiáng)材料或功能材料，強(qiáng)化層3設(shè)置在相鄰的薄板材料2之間，每條強(qiáng)化層3在寬度方向上的寬度為I個(gè)單元壁寬度;相鄰的薄板材料2之間設(shè)置有至少兩條強(qiáng)化層3，同一水平面上相鄰的強(qiáng)化層3在寬度方向上的間距都為3個(gè)單元壁寬度，每條強(qiáng)化層3包括上表面和下表面，上表面和下表面都設(shè)置有粘合劑4，相鄰的薄板材料2之間通過(guò)位于相鄰的薄板材料2之間的強(qiáng)化層3的上表面的粘合劑4和下表面的粘合劑4連接，豎直方向上相鄰的強(qiáng)化層3在寬度方向上的間距都為I個(gè)單元壁寬度。
[0050]圖I為蜂窩結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051]在本實(shí)施例中，豎直方向是指薄板層I的高度方向或厚度方向即疊放薄板層I的方向或薄板層I為了形成蜂窩而拉伸或膨脹的方向；單元壁長(zhǎng)度是指薄板層I的豎直方向垂直的用于形成蜂窩深度方向的長(zhǎng)度，如圖I所示，單元壁長(zhǎng)度為T;蜂窩結(jié)構(gòu)5單元壁寬度是指用于形成蜂窩結(jié)構(gòu)5的六邊形的邊長(zhǎng)，如圖I所示，該單元壁寬度為B;通常單獨(dú)表述的單元壁本身為一個(gè)計(jì)量單位，通常為單元壁的寬度;豎直方向的蜂窩結(jié)構(gòu)的總厚度為W;蜂窩結(jié)構(gòu)在寬度方向的總寬度為L(zhǎng)，其中，寬度方向垂直于豎直方向和深度方向。
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