纤维复合材料制造技术

本发明专利技术提出了一种纤维层复合材料，所述纤维层复合材料具有由纤维增强的合成树脂制成的中间层（2），在所述中间层的两侧上粘合有由成型记忆合金（3）制成的板材。板材被伪弹性拉伸并且纤维（4）被弹性拉伸，使得板材处于压应力下并且纤维（4）处于拉应力下。通过加热到或者加热超过成型记忆合金（3）的转化温度，板材收缩，这增强了弹性拉伸的纤维（4）。

Fiber composite

【技术实现步骤摘要】
纤维复合材料
本专利技术涉及具有权利要求1、7和9的前序部分的特征的纤维复合材料、其制造方法和其应用。
技术介绍
已知成型记忆合金。成型记忆合金是金属合金，该金属合金通过其结晶结构的相变而通常在马氏体和奥氏体之间改变其形状。在达到或者超过转化温度时进行相变和形状变化。成型记忆合金必须事先进行变形，这典型地、然而并非强制地通过机械变形实现，所述机械变形随后通过加热到或者加热超过转化温度而能够完全或者部分地恢复。这种变形——在该变形后，成型记忆合金通过加热到或者加热超过转化温度而能够完全或者部分地恢复——被称作“伪塑性变形”。具有双向效果的成型记忆合金也是已知的，所述成型记忆合金在高温下改变形状并且在在低温下完全或者部分地恢复。在这里，成型记忆合金应当被理解为金属或者其他合金，所述金属或者其他合金改变其形状，如果它被加热到或者加热超过转化温度，而与这是否由于其结晶结构的变化或者其他方式无关，并且也与成型记忆合金是否事先发生变形、被加热或者被冷却或者以其他方式被处理无关。成型记忆聚合物也是已知的，所述成型记忆聚合物与成型记忆合金类似地在改变形状之后完全或者部分地恢复，如果它们被加热到或者加热超过转化温度。一般而言，“成型记忆材料”应当被理解为一种材料，该材料变形、尤其是恢复形状并且尤其是缩短，如果它被加热到或者加热超过在这里称作转化温度的温度专利申请US2011/0300358A1公开了具有碳纤维的纤维层复合材料，所述纤维层复合材料具有预浸料（预浸渍的纤维），所述预浸料被层压到由成型记忆合金制成的板材或者箔上。预浸料和由成型记忆合金制成的板材或者箔交替式上下堆叠地布置。“层压”意指，预浸料以材料锁合的方式与由成型记忆合金制成的板材或者箔连接。通过加热到或者加热超过成型记忆合金的转化温度，已知的纤维层复合材料改变其形状。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提出一种具有成型记忆材料的纤维复合材料，所述纤维复合材料产生较高的机械力，如果它被加热到或者加热超过成型记忆材料的转化温度并且被保持不变形。该任务根据本专利技术地通过权利要求1的特征来来解决。根据本专利技术的纤维复合材料具有成型记忆材料和纤维。纤维例如是玻璃纤维、石纤维、金属纤维、陶瓷纤维、塑料纤维和/或碳纤维或者通常在纤维增强塑料中使用的纤维。也能够使用由不同材料制成的纤维。纤维能够是短的或者长的、单向的、双向的、任意取向或者无序的，也能够使用纤维织物、纤维针织物、纤维编织物和/或纤维无纺织物。这些列举是示例性的、并非详尽无遗。纤维与成型记忆材料连接，使得力在纤维和成型记忆材料之间传递。尤其地，纤维和成型记忆材料抗剪式连接，或者，尤其是拉伸力和压缩力由纤维传递到成型记忆材料，反之亦然。连接能够是全表面的、部分表面的或者局部的。全表面的连接可能通过材料锁合来实现，例如通过借助于合成树脂将纤维与成型记忆材料粘结。局部的连接可能例如机械地实现，例如利用螺栓、铆钉、销和/或通过夹紧在成型记忆材料上的纤维。根据本专利技术，成型记忆材料被伪塑性拉伸，使得它缩短，如果它被加热到或者加热超过其转化温度，并且，成型记忆材料在加热到或者加热超过转化温度之前具有机械压应力并且纤维具有机械拉应力。由于成型记忆材料通过加热到或者加热超过其转化温度而缩短，成型记忆材料的压应力和纤维的拉应力减小，并且，因而纤维复合材料所施加的力相对于成型记忆材料在无纤维并且无拉应力和压应力的情况下所施加的力增大。优选地，根据本专利技术的纤维复合材料具有棒、板或者带的形状。棒应当被理解为一种形态，所述形态的长度比宽度和厚度大、尤其是大多倍或者数倍。横截面原则上是任意的、例如圆形的或者多边形的。板和带的长度和宽度比厚度更大、尤其是大多倍或者数倍，其中，附加地，带的长度比宽度大多倍或者数倍。优选地，纤维复合材料具有作为成型记忆材料的成型记忆合金。本专利技术的一个方案设置了，纤维复合材料具有纤维增强塑料，所述纤维增强塑料与成型记忆材料连接，并且，所述纤维增强塑料的纤维具有拉应力。优选地，根据本专利技术的纤维复合材料是纤维层复合材料，也就是说，它具有一个或者多个带有纤维的层并且具有一个或者多个由成型记忆材料制成的层。优选地，纤维层复合材料关于中间平面对称，也就是说，它具有带有纤维的中间层，在所述中间层的两侧上布置有由成型记忆材料制成的层，反之亦然。也能够在中间层的两侧上交替地布置同样多的、带有纤维的层和由成型记忆材料制成的层。优选地，纤维以材料锁合的方式与成型记忆材料连接，它们能够全表面地或者在其长度上连续地或者仅局部地与成型记忆材料连接。附加地，纤维能够与成型记忆材料机械连接。为了制造纤维复合材料，本专利技术提出了，成型记忆材料与纤维连接，优选地在纤维和/或成型记忆材料在此不具有机械拉应力、压应力或者其他应力的情况下，并且，然后将成型记忆材料与纤维一起拉伸。在此，伪塑性拉伸成型记忆材料，并且，弹性拉伸纤维。在拉伸之后，成型记忆材料被放松。既未设置也未排除：成型记忆材料在拉伸时也被弹性和/或塑性拉伸，和/或，纤维在此也被塑性拉伸。在任何情况下，纤维都通过拉伸而获得拉应力，所述拉应力由经伪塑性拉伸的成型记忆材料保持。纤维的拉应力在放松成型记忆材料时产生在成型记忆材料中的压应力，所述成型记忆材料与纤维连接并且被伪塑性拉伸。如果纤维复合材料或者成型记忆材料被加热到或者加热超过其转化温度，则它缩短。由此，在成型记忆材料中的压应力和在纤维中的拉应力至少部分地减小，从而纤维复合材料的缩短被增强（不一定是增大）。这意味着，纤维复合材料施加的力增大，如果它被加热到或者加热超过成型记忆材料的转化温度并且抵抗其缩短地被保持。优选地，纤维以材料锁合的方式例如借助于合成树脂地与成型记忆材料连接，其中，附加的例如机械的连接是可能的。权利要求9设置了，根据本专利技术的纤维复合材料或者由纤维复合材料构成的或者具有纤维复合材料的结构元件与构件连接，并且，然后将成型记忆材料加热到或者加热超过转化温度。纤维复合材料或者结构元件和构件共同形成结构体，例如建筑物的墙壁或者承载体。纤维复合材料能够例如全表面地或者部分表面地与构件粘合和/或至少局部地与构件机械连接。例如，纤维复合材料被安装在构件的受拉区的表面上，所述构件例如由混凝土、也由钢加固或者以其他方式增强的混凝土制成。受拉区是这样的侧：所述侧拉伸，如果构件由于负载而弯曲或者通常地变形，使得在构件的受拉区中产生拉应力。通过加热成型记忆材料，纤维复合材料略微缩短并且施加压缩力到构件上，它与所述构件连接。压缩力抵消弯曲或者一般而言抵消变形，并且，抵消在构件的受拉区中的拉应力。由此，减小了在构件的受拉区中的变形和机械应力。本专利技术的一个方案设置了，以固化的材料、尤其是混凝土包封根据本专利技术的纤维复合材料。“包封”包括完全的注入，但是也包括这种情况：仅部分地以固化的材料包围纤维复合材料。纤维复合材料能够在浇注之前被紧固在铸造工具的空腔中或者在混凝土模板处或者类似物上。固化的材料或者混凝土能够具有配筋或者其他增强件，在所述配筋或者其他增强件上纤维复合材料能够被紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.纤维复合材料，具有经伪塑性拉伸的成型记忆材料和纤维（4），所述纤维与所述成型记忆材料连接，其特征在于，所述成型记忆材料具有压应力并且所述纤维（4）具有拉应力。/n

【技术特征摘要】
20181122 DE 102018129384.41.纤维复合材料，具有经伪塑性拉伸的成型记忆材料和纤维（4），所述纤维与所述成型记忆材料连接，其特征在于，所述成型记忆材料具有压应力并且所述纤维（4）具有拉应力。


2.根据权利要求1所述的纤维复合材料，其特征在于，所述纤维复合材料形成棒状的或者面状的结构元件。


3.根据权利要求1或者2所述的纤维复合材料，其特征在于，所述纤维复合材料具有作为成型记忆材料的成型记忆合金（3）。


4.根据权利要求1至3中任一项或者多项所述的纤维复合材料，其特征在于，所述纤维复合材料具有纤维增强塑料，所述纤维增强塑料与所述成型记忆材料连接，并且，所述纤维增强塑料的纤维（4）具有拉应力。


5.根据前述权利要求中任一项或者多项所述的纤维复合材料，其特征在于，所述纤维复合材料是纤维层复合材料。

【专利技术属性】
技术研发人员：E施特里德，
申请(专利权)人：费希尔厂有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE