冷喷涂电路及其方法技术

本公开涉及冷喷涂电路及其方法。本公开涉及用于在多层复合制品内提供电连接的冷喷涂金属工艺。本公开涉及一种冷喷涂金属涂覆制品或结构部件，其具有：具有至少一个表面的聚合物复合材料，在所述至少一个表面上的热塑性塑料电化学隔离层、电路和至少一个附加层，所述电路可以包括在所述电化学隔离层的表面的至少一部分上存在的冷喷涂金属涂层，所述至少一个附加层将所述冷喷涂金属的至少一部分包封在所述附加层和所述电化学隔离层之间。所述结构部件可以包括具有一个或多个非连续节段的冷喷涂金属涂层，其中，所述一个或多个非连续节段彼此不横向接触。节段彼此不横向接触。节段彼此不横向接触。

【技术实现步骤摘要】
冷喷涂电路及其方法


[0001]本公开涉及用于提供复合结构用电路的方法，以及其中集成有冷喷涂金属电路的复合结构。

技术介绍

[0002]诸如商用飞行器等航空航天载具及其集成部件在制造和服役期间经历力学、温度和其他环境条件的各种波动。例如，随着电路或电线集成在结构或非结构部件中以及线束中的电线数量的减少，在这种载具部件设计中，关于更稳健的电线绝缘和电线磨损和其他缺陷的减少的安全性的增强是重要的。电线可用作用于结构中的结构健康监测的集成传感器，通常通过检测电路中的简单中断而进行。由于在整个飞行器中保持准确连接所需的线的数量导致飞行器上的大线束和线束可能是复杂的，所以布线的损坏是值得关注的。
[0003]虽然存在沉积导电材料的技术，但它们不能构建足够的厚度用于这些目的。期望更稳健的布线手段来改进飞行器和其他载具布线，以及提供具有包含的电路的集成结构部件。因此，期望为一些飞行器布线提供更稳健的布线工艺，以及提供更安全的布线系统。还需要改进飞行器和其他载具部件内线束的使用寿命和稳健性。

技术实现思路

[0004]下文提出简化概述以便提供对本教导的一些方面的基本理解。该概述不是广泛的回顾，也不旨在标识本教导的关键或重要元素，也不旨在描绘本公开的范围。相反，其主要目的仅仅是以简化的形式提出一个或多个构思，作为稍后提出的详细描述的序言。
[0005]本公开的实例提供了一种冷喷涂金属涂覆制品。所述冷喷涂金属涂覆制品包括：具有至少一个表面的聚合物材料；在所述至少一个表面上的电化学隔离层；和在所述电化学隔离层的表面的至少一部分上存在的导电性冷喷涂金属涂层；至少一个附加层，所述至少一个附加层将所述冷喷涂金属的至少一部分夹在所述附加层和所述电化学隔离层之间，并且所述导电性冷喷涂金属涂层可以至少部分地包封在所述制品内。
[0006]冷喷涂金属涂覆制品的实施方式可包括：其中聚合物材料包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、脲、三聚氰胺、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚苯二甲酰胺、聚苯二甲酸酯、聚砜、聚氨酯、氯化聚合物、氟化聚合物、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、液晶聚合物、部分结晶的芳族聚酯及其改性形式，所述改性形式含有一种或多种填料或增强材料，所述填料或增强材料可以包括碳、碳纳米管、石墨、碳纤维、石墨纤维、玻璃丝、玻璃纤维、金属、金属合金、金属化纤维和金属涂覆的玻璃纤维。电化学隔离层可以包括热塑性塑料。电化学隔离层可包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)或它们的组合。金属涂层选自银、金、铝、钴、铬、铜、铁、镍、钼、钯、铂、铑、钌、锡、钛、钨、锌、锆或其合金。导电性冷喷涂金属涂层可以完全包封在制品内。导电性冷喷涂金属涂层的沉积图案可以形成电阻加热器的至少一部分。导电性冷喷涂金属涂层的沉积图案可以形成电路的至少一部分。聚合物材料可以是航空航天飞行器的部件或一部分，或者作为其外表面。导电性冷喷涂金属涂层可包括一个
或多个非连续节段，其中，所述一个或多个非连续节段彼此不横向接触。
[0007]本公开的实例提供了一种结构部件。所述结构部件包括具有至少一个表面的聚合物复合材料、在所述至少一个表面上的热塑性塑料电化学隔离层、电路和至少一个附加层，所述电路可以包括在所述电化学隔离层的表面的至少一部分上存在的冷喷涂金属涂层，所述至少一个附加层将所述冷喷涂金属的至少一部分包封在所述附加层和所述电化学隔离层之间。结构部件可以包括：其中冷喷涂金属涂层具有一个或多个非连续节段，其中，所述一个或多个非连续节段彼此不横向接触。
[0008]结构部件的实施方式可以包括当结构部件经历屈曲时，冷喷涂金属涂层的电阻率值改变。结构部件可以是航空航天飞行器的一部分。金属涂层选自银、金、铝、钴、铬、铜、铁、镍、钼、钯、铂、铑、钌、锡、钛、钨、锌、锆或其合金。
[0009]公开了一种在多层复合制品内提供电连接的方法。在多层复合制品内提供电连接的方法包括：将金属粉末或金属合金粉末或金属粉末与金属合金粉末的混合物的颗粒导入气流；将气流引向在聚合物表面上存在的热塑性塑料电化学隔离层，其中，气流具有被调节为防止所述电化学隔离层的表面的热软化或消融的温度和压力；在电化学隔离层的至少一部分上形成金属涂层。在多层复合制品内提供电连接的方法还包括经由金属涂层在所述多层内提供电连接。
[0010]在多层复合制品内提供电连接的方法的实施方式包括：其中将气流根据特定图案引向热塑性塑料电化学隔离层。热塑性塑料电化学隔离层可以包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)或其组合。气流的温度为100℃至500℃，并且气流的压力为100psi至400psi。气流可以是空气、氮气或氦气或其组合。金属涂层可包括一个或多个非连续节段，其中，所述一个或多个非连续节段彼此不横向接触。
附图说明
[0011]并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本教导的实施方式，并且与描述一起用于解释本公开的原理。在图中：
[0012]图1描绘了根据本公开的嵌入在聚合物复合结构的热塑性塑料层上的印刷电路的俯视图。
[0013]图2描绘了使用本公开的方法获得的具有热塑性塑料表面的聚合物复合层状结构的截面图，该热塑性塑料表面具有夹在第二聚合物复合层之间的第一金属涂层。
[0014]图3描绘了根据本公开的嵌入在具有多个迹线的聚合物复合结构的热塑性塑料层上的印刷电路的俯视图。
[0015]图4A和4B描绘了在本公开的方法的各个阶段嵌入在聚合物复合结构的热塑性塑料层上的印刷电路的俯视图。
[0016]图5描绘了使用本公开的方法获得的电路的冷喷涂金属沉积的照片实验结果。
[0017]图6A和6B描绘了使用本公开的方法获得的电路层的冷喷涂金属沉积的截面照片实验结果。
[0018]图7A和7B描绘了使用本公开的方法获得的电路层的冷喷涂金属沉积的照片实验结果。
[0019]图8A和8B描绘了使用本公开的方法获得的电路层的冷喷涂金属沉积的照片实验
结果。
[0020]图9描绘了施加到航空航天飞行器的包括冷喷涂电路层的结构部件的应用。
[0021]图10描绘了施加到航空航天飞行器的包括冷喷涂电路层的结构部件的应用。
[0022]图11是示出根据本公开的在多层复合制品内提供电连接的方法的流程图。
[0023]应当注意，附图的一些细节已经被简化并且被绘制以便于理解本教导而不是保持严格的结构准确度、细节和比例。
具体实施方式
[0024]在某些航空航天部件和其他结构内，集成电路和线束可能是大且重的，并且可能由于许多线束中的大量电线而产生错误。例如，减少电线的数量、个体电线成束以及可能的运行电力或电路到飞行器上的许多地方的时间量将是有利的。除冰可以是飞行器的问题区域。来自飞行器发动机的引气降低了来自发动机的动力以对固定翼飞行器的机翼除冰，这降低了发动机的效率。已经知道将电除冰用于飞行器的过去尝试遭受由电热毯故障导致的缺陷。对于旋翼飞行器，存在用于向旋翼飞行器叶片输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷喷涂金属涂覆制品，其包括：具有至少一个表面的聚合物材料(202)；在所述至少一个表面上的电化学隔离层(102、204、402、904)；和在所述电化学隔离层(102、204、402、904)的表面的至少一部分上存在的导电性冷喷涂金属(502、504、506、508、606、610、706、710、804、810)涂层；以及至少一个附加层(208、406)，所述至少一个附加层(208、406)将所述冷喷涂金属的至少一部分夹在所述附加层(208、406)和所述电化学隔离层(102、204、402、904)之间。2.如权利要求1所述的冷喷涂金属涂覆制品，其中，所述聚合物材料(202)包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、脲、三聚氰胺、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚苯二甲酰胺、聚苯二甲酸酯、聚砜、聚氨酯、氯化聚合物、氟化聚合物、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、液晶聚合物、部分结晶的芳族聚酯及其改性形式，所述改性形式含有一种或多种填料或增强材料，所述填料或增强材料包括碳、碳纳米管、石墨、碳纤维、石墨纤维、玻璃丝、玻璃纤维、金属、金属合金、金属化纤维和金属涂覆的玻璃纤维，并且/或者其中，所述金属涂层(502、504、506、508、606、610、706、710、804、810)选自银、金、铝、钴、铬、铜、铁、镍、钼、钯、铂、铑、钌、锡、钛、钨、锌、锆或其合金。3.如权利要求1所述的冷喷涂金属涂覆制品，其中，所述电化学隔离层(102、204、402、904)包括热塑性塑料，并且/或者所述电化学隔离层(102、204、402、904)包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)或其组合。4.如权利要求1所述的冷喷涂金属涂覆制品，其中，所述导电性冷喷涂金属(502、504、506、508、606、610、706、710、804、810)涂层至少部分地包封在所述制品内，并且/或者所述导电性冷喷涂金属(502、504、506、508、606、610、706、710、804、810)涂层完全包封在所述制品内。5.如权利要求1所述的冷喷涂金属涂覆制品，其中，所述导电性冷喷涂金属(502、504、506、508、606、610、706、710、804、810)涂层的沉积图案形成电阻加热器的至少一部分，并且/或者所述导电性冷喷涂金属(502、504、506、508、606、610、706、710、804、810)涂层的沉积图案形成电路的至少一部分。6.如权利要求1所述的冷喷涂金属涂覆制品，...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：