一种新型玻碳纤维复合材料的结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型玻碳纤维复合材料。本实用新型专利技术所述玻碳纤维复合材料是由玻璃纤维束与碳纤维束通过混合拉挤形成，所述材料包括玻璃纤维束、碳纤维束和树脂体系；所述玻璃纤维束与碳纤维束交替分布形成玻碳混合层，玻碳复合层中的玻璃纤维束和碳纤维束之间通过树脂体系粘接；上下两层玻碳复合层中的碳纤维束交错分布。本实用新型专利技术制备的复合材料缓解了夹芯型混合结构界面两侧模量差异较大，层间剪切应力较高的问题；进一步提高了复合材料板材的失效应变，进而提高复合材料板的抗拉性能，抗疲劳性能。抗疲劳性能。抗疲劳性能。

【技术实现步骤摘要】
一种新型玻碳纤维复合材料的结构


[0001]本技术涉及复合材料板制造
，特别涉及一种新型玻碳纤维复合材料的结构。

技术介绍

[0002]纯碳纤维复合材料弹性模量高、抗疲劳性能好，但是价格较高，玻璃纤维复合材料的弹性模量与抗疲劳性能都比碳纤维复合材料差，但失效应变高且价格低廉。当前技术一般使用碳、玻璃纤维混合纤维制造复合材料来解决上述问题。
[0003]张健侃等人公开了一种碳纤维与玻璃纤维混合拉挤材料的结构(CN213919944 U)，包括玻璃纤维层以及设置于相邻的玻璃纤维层之间的碳纤维层，碳纤维层的厚度小于玻璃纤维层的厚度，得到了一种介于碳纤维拉挤材料和玻璃纤维拉挤材料之间的中间替代材料。该材料的碳纤维部分和玻璃纤维部分具有良好的兼容性。
[0004]方煜等人公开了一种用于飞行器机身用的复合材料结构(CN 201621006856U)，包括内表面层和外表面层，内表面层和外表面层中间依次分布有夹心层一、夹心层二、夹心层三，夹心层三与内表面层之间设有纯碳纤维编织网构成的反射层，内表面层和外表面层均采用表面为非导电层的玻璃布，夹心层一、夹心层二及夹心层三均为双层混编布内填充泡沫夹心构成，具有结构简单、重量极轻、耐腐蚀的特点。
[0005]然而，上述两种碳
‑
玻混合结构均是夹芯结构，这种结构在结构的界面两侧弹性模量差异较大，会引起层间剪切应力高，加速结构破坏等问题；且夹芯结构的纤维分散度较低，不能充分发挥碳、玻纤维的混杂效应。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本技术提供了一种新型玻碳纤维复合材料的结构。本技术通过将玻璃纤维束和碳纤维束在横向和纵向的交替分布，使得每束碳纤维的周围都有玻璃纤维束，且每束玻璃纤维束的周围都有碳纤维束，制备的复合材料缓解了夹芯型混合结构界面两侧模量差异较大，层间剪切应力较高的问题；进一步提高了复合材料板材的失效应变，进而提高复合材料板的抗拉性能，抗疲劳性能。
[0007]本技术的技术方案如下：
[0008]一种新型玻碳纤维复合材料的结构，所述材料的结构包括玻璃纤维束1、碳纤维束2和树脂体系3；所述玻璃纤维束1与碳纤维束2交替分布形成玻碳混合层，玻碳复合层中的玻璃纤维束1和碳纤维束2之间通过树脂体系3粘接；上下两层玻碳复合层中的碳纤维束2交错分布。
[0009]进一步地，所述玻璃纤维束1是将多根玻璃纤维通过树脂粘接形成；所述多根是指2根以上。
[0010]进一步地，所述玻璃纤维束1的横截面形状包括但不限于正方形、长方形或圆形。
[0011]进一步地，所述碳纤维束2是将多根碳纤维通过树脂粘接形成；所述多根是指2根
以上。
[0012]进一步地，所述碳纤维束2的横截面形状包括但不限于正方形、长方形或圆形。
[0013]进一步地，所述玻碳混合层中玻璃纤维束1与碳纤维束2厚度相同。
[0014]进一步地，所述玻碳复合层中玻璃纤维束1和碳纤维束2的横截面形状均为正方形。
[0015]进一步地，所述玻碳复合层中玻璃纤维束1的横截面为长方形，碳纤维束2 的横截面形状为正方形。
[0016]进一步地，所述玻碳复合层中玻璃纤维束1和碳纤维束2的横截面形状均为长方形。
[0017]进一步地，所述玻碳复合层中玻璃纤维束1和碳纤维束2的横截面形状均为圆形。
[0018]本技术有益的技术效果在于：
[0019](1)本技术使用逐束分散的方式混合碳纤维、玻纤维，每层玻碳复合层中均包含碳纤维和玻璃纤维，且碳纤维和玻璃纤维交替分布；上下两层玻碳复合层直接碳纤维不会正对，交替分布，既有效避免了夹层结构层间剪切应力较高的问题，又增大了玻、碳混杂复合材料的分散度，提高了混杂复合材料的强度与抗疲劳性能，充分发挥了碳、玻混杂复合材料的混杂效应。
[0020](2)本技术同时利用了碳纤维模量高、玻璃纤维失效应变高的特点，得到的碳
‑
玻混合复合材料结构相对于纯碳纤维复合材料结构具有更高的伸长率和更低的成本，相比于纯玻璃纤维复合材料结构具有更高的弹性模量，充分利用了碳纤维和玻璃纤维各自的优势。
附图说明
[0021]图1为实施例1中复合材料板横截面的碳纤维束和玻璃纤维束分布的示意图。
[0022]图2为实施例2中复合材料板横截面的碳纤维束和玻璃纤维束分布的示意图。
[0023]图3为实施例3中复合材料板横截面的碳纤维束和玻璃纤维束分布的示意图。
[0024]图4为实施例4中复合材料板横截面的碳纤维束和玻璃纤维束分布的示意图。
[0025]图1
‑
4中：1、玻璃纤维束；2、碳纤维束；101、第一玻碳复合层；201、第二玻碳复合层。
[0026]图5为实施例1中复合材料的示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例，对本技术进行具体描述。
[0028]图1为符合本技术的一种复合材料，由碳纤维束和玻璃纤维束铺层叠放之后，浸渍于树脂体系中，通过拉挤成型得到。
[0029]实施例1：
[0030]一种新型玻碳纤维复合材料的结构，如图1和5所示，所述材料的结构包括玻璃纤维束1、碳纤维束2和树脂体系3；所述玻璃纤维束1与碳纤维束2交替分布形成玻碳混合层，玻碳复合层中的玻璃纤维束1和碳纤维束2之间通过树脂体系3粘接；上下两层玻碳复合层中的碳纤维束2交错分布，图1中第一玻碳复合层101和第二玻碳复合层中的碳纤维束交替
分布。从图5的示意图可以看到本实施例所述玻碳混合拉挤材料的立体示意图及局部放大图。
[0031]所述玻璃纤维束1是将多根玻璃纤维通过树脂粘接形成；所述碳纤维束2是将多根碳纤维通过树脂粘接形成；玻璃纤维束1和碳纤维束2的横截面形状均为正方形，所述玻碳混合层中玻璃纤维束1与碳纤维束2厚度相同。
[0032]上述新型玻碳纤维复合材料的制备方法为：
[0033](1)将多根玻璃纤维铺设，使截面成正方形，用树脂浇筑形成玻璃纤维束；同理制备截面为正方形的碳纤维束；
[0034](2)将玻璃纤维束和碳纤维束按图1所示铺设好后，浸渍于树脂体系中，通过混合拉挤成型机拉挤成型得到新型玻碳纤维复合材料。
[0035]实施例2：
[0036]一种新型玻碳纤维复合材料的结构，如图2所示，所述材料的结构包括玻璃纤维束1、碳纤维束2和树脂体系3；所述玻璃纤维束1与碳纤维束2交替分布形成玻碳混合层，玻碳复合层中的玻璃纤维束1和碳纤维束2之间通过树脂体系3粘接；上下两层玻碳复合层中的碳纤维束2交错分布。
[0037]所述玻璃纤维束1是将多根玻璃纤维通过树脂粘接形成；所述碳纤维束2是将多根碳纤维通过树脂粘接形成；玻璃纤维束1和碳纤维束2的横截面形状均为长方形，所述玻碳混合层中玻璃纤维束1与碳纤维束2厚度相同。
[0038]上述新型玻碳纤维复合材料的制备方法为：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型玻碳纤维复合材料的结构，所述材料是由玻璃纤维束与碳纤维束通过混合拉挤形成，其特征在于，所述结构包括玻璃纤维束(1)、碳纤维束(2)和树脂体系(3)；所述玻璃纤维束(1)与碳纤维束(2)交替分布形成玻碳混合层，玻碳复合层中的玻璃纤维束(1)和碳纤维束(2)之间通过树脂体系(3)粘接；上下两层玻碳复合层中的碳纤维束(2)交错分布。2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述玻璃纤维束(1)是将多根玻璃纤维通过树脂粘接形成；所述多根是指2根以上。3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述玻璃纤维束(1)的横截面形状包括但不限于正方形、长方形或圆形。4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述碳纤维束(2)是将多根碳纤维通过树脂粘接形成；所述多根是指2根以上。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：付昆昆，叶林，何庆浩，魏广凯，
申请(专利权)人：江苏集萃复合材料装备研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：