CN102481974B - 具有图案化识别层的防雷板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种通常用于航空器的外表面上的防雷系统,其包括使用防雷板,所述防雷板包括导电膜和至少一个图案化的、非导电识别层。
Description
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2009年4月17日提交的美国临时专利申请No.61/170360的优先权,该申请的全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种防雷板,其包括至少一个图案化的、非导电识别层,所述防雷板通常用于航空器的外表面上。
背景技术
飞行中的航空器遭受雷击并非罕见的现象。据估计,民用运输机遭受的雷击相当于每架飞机每年遭受大约一次雷击。航空工程的当前趋势在于使用重量较轻的材料、较少的机械系统和更多的电子系统。对于电磁干扰(诸如雷电产生的那些),电子系统通常比机械系统更为敏感。近来,非导电或部分导电的纤维增强树脂基体材料被用来为飞机,以及为风力发电机、汽车、体育用品、家具、公共汽车、卡车和其他应用制造更多的零件,在这些领域使用刚性轻质材料或对零件进行强化是有利的。与传统铝结构相比,这些重量较轻的结构提供的雷电防护不太有效。
雷电附着部位的极端条件对于航空器雷电附着,预计产生高达200,000安培的瞬态电流,并且电荷转移超过200库仑。(SAEARP5412 Revision A,Aircraft Lightning Environment and RelatedTest Waveforms(航空器雷电环境和相关测试波形),SAEInternational,1999年11月1日)。风力发电机的雷电附着随地理位置和高度不同而变化很大,但预计会产生高达100,000安培的瞬态电流,并且电荷转移高达300库仑(Technical Report 61400-24,Wind Turbme Generator Systems-Part 24:Lightning Protection,International Electrotechnical Commission(技术报告61400-24,风力涡轮发电机系统-第24部分:雷电防护,国际电工技术委员会),第1版,2002年7月)。据估计,雷击柱(lightning strike column)中等离子体的温度为约28,000°K。(“A numerical modeling of anelectric arc and its interaction with the anode:part III.Application tothe interaction of a lightning strike and an aircraft in flight(电弧及其与阳极相互作用的数值建模:第III部分,对雷击与飞行航空器相互作用的应用)”,F Lago,J J Gonzalez,P Freton,F Uhlig,N Lucius和G P Piau 2006 J.Phys.D:Appl.Phys.392294-2310.)雷击造成的大部分损坏为雷击位置的极端程度的热量所致,上述极端程度的热量由闪电弧内的高温和材料的欧姆加热而引起。
一些研究人员报告了使用防雷系统,其包括导电层,诸如金属化织造物、金属化纸、固态金属膜、多孔金属膜、金属丝、金属网、金属颗粒、膨胀金属箔、碳粒或碳纤维。一些研究人员报告了使用防雷系统,其包括可离子化外层诸如漆层。雷击经常会破坏附着位点的保护机构并对现代轻质结构造成可测量的损坏。这必然导致昂贵的结构维修和相关的服务中断。以下参考文献可能与此类技术相关:WO 2005/032812 A、US 2006/051592 A1、WO 2007/048426 A、US 2008/142238 A1、US 2004/0069895、US 4,920,163、EP 0227122A、US 7,277,266 B1、US 2007/0236855 A1、WO 2007/123700 A1、US 2007/0230085 A1、EP 1,935,784 A2、WO 2008/040936 A1、US4,352,142、WO2008/076851 A1、US 2007/0141927 A1、US2008/0145555 A1、EP 1,944,236 A2、US 2008/0170349 A1、FR2,720,214 A1、US 2007/0258182 A1、US 2007/0093163 A1、US2007/0201179 A1、US 5,127,601、US 3,989,984、WO 2008/015082 A1、WO 2008/006377 A1、WO 2008/046186 A1、WO 2007/142354 A1、WO 2008/048705 A2、WO 2008/056123 A1、EP 1,935,631 A3、RU2,263,581、RU 2,217,320 C1、WO 2002/076430 A、RU 2,192,991 C、EP 1,011,182 A1、EP 0,900,647 A、EP 629,549 A、DE 10 2006 046 002B4、EP 163,805 A1、US 5,132,168 A、US 3,755,713 A和US2006/0143920 A1。
发明内容
简而言之,本发明提供了一种防雷板,其包括厚度为t的导电膜(厚度t通常介于0.01微米和10微米之间)和覆盖于该导电膜上的厚度为TDL的非导电第一识别层,其中该第一识别层被图案化成多个特征,所述特征选自深度d介于TDL的50%和100%之间的山谷形特征、沟深度d介于TDL的50%和100%之间的脊-沟形特征、或它们的组合。一些实施例另外包括覆盖第一识别层的一些部分的非导电第二识别层,其中该第二识别层包括与第一多个脊-沟形特征不平行的第二多个脊-沟形特征。在一些实施例中,所述导电膜包括与第一多个脊-沟形特征不平行的第三多个脊-沟形特征。一些实施例另外包括覆盖第一识别层的一些部分的非导电第二识别层,其中该第一识别层具有第一电介质击穿强度并且该第二识别层具有小于第一电介质击穿强度的90%的第二电介质击穿强度。防雷板通常包含一定量的轻于50g/m2的导电材料。防雷板可另外包括一个或多个可离子化漆层。
在另一方面,本发明提供了一种防雷板,其包括厚度为t的导电膜(厚度t通常介于0.01微米和10微米之间)和覆盖于该导电膜上的厚度为TDL的非导电第一识别层,其中该第一识别层包含具有第一电介质击穿强度的第一材料,并包含具有第二电介质击穿强度的第二材料的颗粒,所述第二电介质击穿强度小于第一电介质击穿强度的90%,其中所述颗粒的平均粒径介于TDL的50%和100%的之间。防雷板通常包含一定量的轻于50g/m2的导电材料。防雷板可另外包括一个或多个可离子化漆层。
在另一方面,本发明提供了一种具有根据本发明的防雷板的复合航空器结构。
本发明总体上涉及一种包括各种“层”和/或“膜”的防雷“板”,所述防雷板为“结构”(通常是航空器或航天器的表面)提供保护。
如本文所用的膜或层,“基本上连续的”是指除了偶然性或偶发性孔或间隙(诸如,用于紧固件、通道等的孔或间隙)之外不具有穿透所述膜或层的孔或间隙的重复图案。关于膜或层,“本质上连续的”是指除了偶然性或偶发性孔或间隙(诸如,用于紧固件、通道等的孔或间隙)之外不具有穿透所述膜或层的孔或间隙。
如本文所用的膜,“厚度t”是指正交于膜平面测取的平均厚度(不考虑该膜如何图案化),并且在适当的情况下,可将该厚度视为用于实施本发明的膜在图案化之前的标称厚度。
如本文所用的膜,“厚度TDL”是指正交于膜平面测取的厚度的局部极大值的平均值。
如本文所用,膜或层中的“山丘形特征”是指由高度较低的区域围绕的局部最大高度,该高度正交于板的总平面而测得(即,不考虑符合下垫面中的弯曲部或弯曲的弯曲部或弯曲),其中正高度在远离板结构面的方向上。山丘形特征可包括但不限于具有3个、4个或更多个侧面的圆锥、半球体、凸起、棱锥,或上述任何一种的硬边或软边截头体。如本文所用,山丘形特征的高度h是指局部最大高度和相邻的局部最小高度之间的高度差(平均超过360度)。在一些实施例中,山丘形特征还可包括但不限于凹纹截头体(例如,“火山”或平分环形),在这种情况下,山丘形特征的高度h在其边缘处测得。
如本文所用,膜或层中的“山谷形特征”是指由高度较高的区域围绕的局部最小高度。山谷形特征可包括但不限于具有3个、4个或更多个侧面的倒圆锥、倒半球体、倒凸起、倒棱锥,或上述任何一种的倒硬边或软边截头体。如本文所用,山谷形特征的深度d是指局部最小高度和相邻的局部最大高度之间的高度差(平均超过360度)。在一些实施例中,山谷形特征还可包括但不限于倒凹纹截头体,在这种情况下,山谷形特征的深度d在其(多个)最深处测得。在一些实施例中,山谷形特征可完全穿透膜或层。
如本文所用,膜或层中的“脊-沟形特征”包括可为直线、弯曲或角形的交替式脊和沟。在一些实施例中,脊-沟形特征可为分支结构。在一些实施例中,脊-沟形特征可构成闭合图形。如本文所用,脊上给定点处的脊形特征的高度h是指沿着垂直于该点处的脊的线条,局部最大高度和相邻的局部最小高度的平均值之间的高度差。如本文所用,沟上给定点处的沟形特征的深度d是指沿着垂直于该点处的沟的线条,局部最小高度和相邻的局部最大高度的平均值之间的高度差。在一些实施例中,沟形特征可完全穿透膜或层。
如本文所用,“导电”是指室温下具有高导电率,其至少高达以金属态存在的金属(诸如铜、铝、镍、锌、银、金、钛、铬、铂、铍、镁、铁等)所特有的导电率。
如本文所用,“非导电”是指室温下具有低导电率,其小于以金属态存在的金属所特有的导电率(通常包括室温半导体和绝缘体,但在一些实施例中仅包括室温绝缘体而不包括半导体)。
附图说明
图1为根据本发明的防雷系统的示意性剖视图。
图2为根据本发明的防雷系统的正交投影图。
图3为根据本发明的防雷系统的正交投影图。
具体实施方式
本发明提供了一种包括防雷板的防雷系统,该防雷板包括导电膜和至少一个图案化的非导电识别层,所述防雷系统通常用于航空器的外表面上。通常,采用本发明的防雷系统的航空器可承受雷击,而无需进行必然会造成服务中断的维修。通常,采用本发明的防雷系统的航空器可承受雷击,而不会损坏航空器结构。在一些实施例中,采用本发明的防雷系统的航空器可承受雷击,而不会损坏防雷板的导电膜。
参照图1,根据本发明的一个实施例的防雷系统可包括由结构20支承的防雷板10,所述结构通常为航空器或航天器的表面。防雷板10包括厚度为t的导电膜30。防雷板10另外包括位于导电膜30上方的厚度为TDL的第一识别层40,该第一识别层40被图案化成具有深度为d的山谷形特征50。防雷板10可任选地包括覆盖于第一识别层40上的第二识别层60,该第二识别层60可任选地填充山谷形特征50。防雷板10可任选地包括一个或多个附加表面平整层70,例如漆层。
参照图2,根据本发明的一个实施例的防雷系统可包括由结构120支承的防雷板110,上述结构通常为航空器或航天器的表面。防雷板110包括导电层130,该导电层130被图案化成具有包括脊180和沟185的脊-沟形特征。在一些实施例中,导电层130包括由图案化支撑层支承的薄膜。防雷板110另外包括导电层130上面的第一识别层140,该第一识别层140被图案化成具有包括脊155和沟150的脊-沟形特征。第一识别层140的脊155和沟150通常与导电层130的脊180和沟185不平行,还更通常地第一识别层140的脊155和沟150与导电层130的脊180和沟185垂直(如图所示)。防雷板110可任选地包括一个或多个第二识别层或附加表面平整层(未示出)。
参照图3,根据本发明的一个实施例的防雷系统可包括由结构220支承的防雷板210,所述结构通常为航空器或航天器的表面。防雷板210包括导电膜230。防雷板210另外包括导电膜230上面的第一识别层290,该第一识别层290被图案化成具有包括脊280和沟285的脊-沟形特征。防雷板210另外包括第一识别层290上面的第二识别层240,该第二识别层240被图案化成具有包括脊255和沟250的脊-沟形特征。第二识别层240的脊255和沟250通常与第一识别层290的脊280和沟285不平行,还更通常地第二识别层240的脊255和沟250与第一识别层290的脊280和沟285垂直(如图所示)。防雷板210可任选地包括一个或多个附加表面平整层(未示出)。
所述结构可由任何合适的材料制成,这些材料通常为用于航空器或风轮机构造的材料,其可包括但不限于金属、木材、聚合物、碳粒或碳纤维、玻璃粒或玻璃纤维、包含以上一种或多种的复合材料等等。
导电膜或层可由任何合适的材料制成。通常,导电膜包含金属材料。通常,导电膜包含金属。通常,导电膜包含具有良好的特性(包括高导电率、低密度和高耐蚀性)均衡的材料。可用的金属可包括但不限于铜、铝、镍、锌、银、金、钛、铬、铂、铍、镁、铁等以及它们的金属合金。在一些实施例中,导电膜是基本上连续的。在一些实施例中,导电膜是本质上连续的。在一些实施例中,导电膜是连续的。在一些实施例中,导电膜不是连续的。在一些实施例中,导电膜不是基本上连续的。在一些实施例中,导电膜是膨胀箔。在一些实施例中,导电膜是网。在一些实施例中,导电膜可以如2009年4月17日提交的美国专利61/170,352(代理人案卷号65148US002)中公开的那样图案化,该专利的公开内容以引用方式并入本文。在一些实施例中,导电膜可以被图案化成具有脊-沟形特征。
导电膜30的厚度t可为任何合适的厚度。较小的厚度可产生较轻的重量。厚度t通常小于1mm,更通常地小于100微米,更通常地小于50微米,并且通常小于10微米。在一些实施例中,厚度t小于5微米。在一些实施例中,厚度t小于2微米。在一些实施例中,厚度t小于1微米。厚度t通常为至少0.001微米,更通常地至少0.01微米,还更通常地至少0.1微米。
所述第一识别层可由任何合适的材料制成。通常,所述识别层由非导电材料制成,该非导电材料通常具有高电介质击穿强度,通常高于空气,更通常地高于5kV/mm,更通常地高于10kV/mm,并且在一些实施例中高于25kV/mm。可用的材料可包括但不限于陶瓷材料、聚合物材料或纺织材料或它们的组合,其可另外包含颗粒填料、纤维填料或成形填料。可用的材料另外可包括但不限于:环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、含氟聚合物、有机硅,并且可包括添加剂或添加剂的组合(包括钛酸钡、钛酸铅、钛酸锶、锡酸钡、钛酸锶钡、锆酸钡、氧化铯、氧化镧、氧化钛、氧化锌、碳、硅石或芳族聚酰胺)。在一些实施例中,第一识别层与导电膜的上侧面贴合,其可为图案化的或未图案化的。
第一识别层的厚度TDL可为任何合适的厚度。通常,TDL介于1微米和1厘米之间,更通常地介于10微米和1毫米之间,还更通常地介于10微米和100微米之间。在一些实施例中,第一识别层被图案化成多个山谷形特征,该山谷形特征的深度d介于TDL的50%和100%之间,在一些实施例中介于TDL的75%和100%之间,并且在一些实施例中介于TDL的75%和100%之间。在一些实施例中,第一识别层被图案化成多个脊-沟形特征,该脊-沟形特征的沟深度d介于TDL的50%和100%之间,在一些实施例中介于TDL的75%和100%之间,并且在一些实施例中介于TDL的75%和100%之间。在一些实施例中,第一识别层被图案化成多个由上述特征组成的特征。深度为TDL的100%是指该特征穿透所述层。
特征的间距(意指相似特征之间的平均或通常距离)可为任何合适的间距。特征的间距通常介于10微米和1厘米之间,更通常地介于25微米和10毫米之间,还更通常地介于20微米和1毫米之间。
根据本发明的防雷系统可任选地包括一个或多个第二识别层。第二识别层可由任何合适的材料制成。通常,第二识别层由通常具有比识别层低的电介质击穿强度的非导电材料制成,上述电介质击穿强度通常小于识别层的电介质击穿强度的90%,更通常地小于识别层的电介质击穿强度的75%,还更通常地小于识别层的电介质击穿强度的50%。在一些实施例中,第二识别层可用以上讨论的用于第一识别层的任何方法进行图案化,第二识别层的任何图案化可以独立于第一识别层的任何图案化加以选择。第二识别层可具有外表面,该外表面为大体上平坦或结构化的,例如呈均匀或不均匀的肋条或鳞片状。此类图案化结构可用于减少摩擦阻力(例如,US5,133,516中所教导的)以减少噪声或用于其他目的。在一些实施例中,第二识别层的较低表面随从第一识别层的上表面。在一些实施例中,连续的第二识别层填充或部分填充第一识别层的凹形特征。在一些实施例中,连续的第二识别层填充或部分填充第一识别层的凹形特征。
在一些实施例中,第一识别层、第二识别层和导电膜的图案化(如果有的话)配合而形成离散的电势附着点图案。例如,在一些实施例中,两个或更多个第一识别层、第二识别层和导电膜被图案化成具有脊-沟形特征,其中一个层的脊和沟与另一个层的脊和沟不平行还更通常地一个层的脊和沟与另一个层的脊和沟垂直。
根据本发明的防雷系统可任选地包括一个或多个附加表面平整层,诸如漆层。附加表面平整层可由任何合适的材料(包括但不限于图案化或未图案化的油漆)制成。在一个实施例中,根据本发明的防雷系统包括一个或多个作为附加表面平整层的可离子化漆层。此类可离子化漆层包含在施加热量或电流(诸如在雷击时存在的)时蒸发的组分,由此在雷击区域的防雷板上方会形成导电蒸汽,这可暂时地减少雷击附着点向其他位置迁移的阻力。此类组分可包括但不限于可离子化颜料,诸如二氧化钛、氧化锌、氧化锡、正钛酸锌、氧化铁、氧化铬、酸式酒石酸铯、草酸钡、铯盐、钡盐或酒石酸铯。在一些实施例中,附加表面平整层由电介质击穿强度低于识别层的材料制成,上述电介质击穿强度通常低于识别层的电介质击穿强度的90%,更通常地低于识别层的电介质击穿强度的75%,再更通常地低于识别层的电介质击穿强度的50%。附加表面平整层可具有外表面,该外表面为大体上平坦或结构化的,例如呈均匀或不均匀的肋条或鳞片状。此类图案化结构可用于减少摩擦阻力(例如,US 5,133,516中所教导的)以减少噪声或用于其他目的。
在一些实施例中,识别层和附加表面平整层的功能和特性可被结合在单一层中。在一些实施例中,第二识别层和附加表面平整层必须具有不同的组成。
根据本发明的防雷系统可任选地包括支承导电膜的支撑层。在一些实施例中,包括其中导电膜被图案化的实施例在内,其支撑层可贴合在导电膜的下侧面上。在一些实施例中,支撑层仅填充导电膜的图案化特征的下侧面而并不延伸至导电膜以下。支撑层可由任何合适的材料制成。通常,支撑层由非导电材料(例如但不限于陶瓷材料、聚合物材料或纺织材料或它们的组合,其可另外包含颗粒填料、纤维填料或成形填料)制成。可用的材料另外可包括但不限于:环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、含氟聚合物、有机硅,并且可包括添加剂或添加剂的组合(包括钛酸钡、钛酸铅、钛酸锶、锡酸钡、钛酸锶钡、锆酸钡、氧化铯、氧化镧、氧化钛、氧化锌、碳、硅石或芳族聚酰胺)。在一些实施例中,支撑层不包含粘合剂。在一些实施例中,支撑层不包含未固化的聚合物。在一些实施例中,支撑层不包含压敏粘合剂。
根据本发明的防雷系统可任选地包括一个或多个位于导电层以下的附加非导电层。附加非导电层对于隔绝电流、热量或这两者的传递可能是有效的。附加非导电层在其基础结构为导电的部位可能是有用的。附加非导电层可由任何合适的材料(包括但不限于陶瓷材料、聚合物材料或纺织材料或它们的组合,其可另外包含颗粒填料、纤维填料或成形填料)制成。可用的材料另外可包括但不限于:环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、含氟聚合物,并且可包括添加剂或添加剂的组合(包括钛酸钡、钛酸铅、钛酸锶、锡酸钡、钛酸锶钡、锆酸钡、氧化铯、氧化镧、氧化钛、玻璃或芳族聚酰胺)。在一些实施例中,附加非导电层不包含粘合剂。在一些实施例中,附加非导电层不包含未固化的聚合物。在一些实施例中,附加非导电层不包含压敏粘合剂。
根据本发明的防雷系统可任选地包括一个或多个粘合剂层。粘合剂层可由任何合适的粘合剂材料(包括但不限于压敏粘合剂、热熔性粘合剂、固化性粘合剂等,其可包括环氧树脂、聚氨酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚硫化物或有机硅粘合剂)制成。在一些实施例中,根据本发明的防雷系统不包括粘合剂层。在其中防雷板包含粘合剂层的实施例中,所述板可设有隔离衬垫,该衬垫在将板施加于结构前从粘合剂层上去除。
在一些实施例中,可将支撑层和附加非导电层的功能和特性可被结合在单一层中。在一些实施例中,支撑层和附加非导电层必须具有不同的组成。在一些实施例中,可将支撑层和粘合剂层的功能和特性结合在单一层中。在一些实施例中,支撑层和粘合剂层必须具有不同的组成。在一些实施例中,附加非导电层和粘合剂层的功能和特性可被结合在单一层中。在一些实施例中,附加非导电层和粘合剂层必须具有不同的组成。在一些实施例中,支撑层、附加非导电层和粘合剂层的功能和特性可被结合在单一层中。在一些实施例中,支撑层、附加非导电层和粘合剂层必须具有不同的组成。
在替代实施例中,根据本发明的防雷板的第一识别层的厚度为TDL,包含具有第一电介质击穿强度的第一材料,并包含具有第二电介质击穿强度的第二材料的颗粒,该第二电介质击穿强度小于第一电介质击穿强度的90%,更通常地小于第一电介质击穿强度的75%,还更通常地小于第一电介质击穿强度的50%,其中所述颗粒的平均粒径介于TDL的50%和100%之间。任何上述用于第一识别层的材料可能适合于所述第一材料。任何上述用于第二识别层的材料可能适合于所述第二材料。可添加任何上述附加层,包括图案化的或未图案化的导电层、附加表面平整层、附加支撑层等等。
通常,本发明的防雷板为轻质型。在一些实施例中,防雷板的重量小于100g/m2,在一些实施例中小于50g/m2,在一些实施例中小于25g/m2,在一些实施例中小于15g/m2,并且在一些实施例中小于10g/m2。防雷板通常重量至少为1g/m2。在一些实施例中,防雷板包含一定量的导电材料,其重量小于50g/m2,在一些实施例中小于35g/m2,在一些实施例中小于20g/m2,在一些实施例中小于10g/m2,在一些实施例中小于4g/m2。防雷板通常包含至少0.5g/m2的导电材料。在一些实施例中,作为防雷板的构成部分的、被图案化成多个山丘形特征的导电膜的重量小于50g/m2,在一些实施例中小于35g/m2,在一些实施例中小于20g/m2,在一些实施例中小于10g/m2,在一些实施例中小于4g/m2。作为防雷板的构成部分的、被图案化成多个山丘形特征的导电膜的重量通常为至少0.5g/m2。
不希望受到理论的限制,作者认为根据本发明的防雷系统可用来通过促进附着点的多重性并通过促进附着点的快速迁移来防止雷击时对航空器结构和/或其本身造成损坏。在一些实施例中,附着点可优先地发生在山谷形特征处。在一些实施例中,附着点可优先地发生在不同层的脊或沟形特征的交汇处。在一些实施例中,导电膜的比热、导热率、密度、厚度或面积、导电率和蒸发温度等特性可被组合成获得这样的效果:在雷电附着到雷电附着点的期间,雷电附着点处或周围的导电膜的电导迅速跌落(通常为加热所致),直至通过导体跨过到另一雷电附着点的距离的电导变得小于通过相邻的(一个或多个)识别层、(一个或多个)涂层或空气的电导。在一些实施例中,使用可离子化外层可通过在雷击时暂时增加附着点附近的空气中的传导性来增强该效果。在一些实施例中,这在导电膜的温度上升至超出其蒸发温度之前会引起附着点迁移。在一些实施例中,这在底层航空器结构的材料温度上升至超出其蒸发温度之前会引起附着点迁移。在一些实施例中,这在底层航空器结构的材料温度上升至超出其玻璃化转变温度之前会引起附着点迁移。在一些实施例中,这在底层航空器结构的材料温度上升至超出其损坏阈值温度之前会引起附着点迁移。
根据本发明的防雷系统可通过任何合适的方法来制造。在一些实施例中,根据本发明的防雷板作为一种附饰品来制造并被贴附在已有的航空器零件上。在一些此类实施例中,防雷板可包括用来贴附于所述零件的粘合剂层。在一些实施例中,根据本发明的防雷板在航空器零件的制造期间并入其中。在一些实施例中,根据本发明的防雷板在航空器零件的制造期间制造以与所述零件成一整体。
在根据本发明的防雷板保护复合材料零件的一些实施例中,防雷板与预浸材料层或类似的复合组分层在固化之前一起放置在设备中,使得防雷板与所述零件成一整体。通常,防雷板为放置在设备中的第一层或放置在设备中的最后一层,以便形成上述零件的最外层。在一些此类实施例中,防雷板的最下层(离上述零件的外表面最远)包含粘合剂,该粘合剂在一些实施例中可为未固化的聚合物,在一些实施例中可为部分固化的聚合物或在一些实施例中可为可固化聚合物。在一些此类实施例中,防雷板的最下层(离上述零件的外表面最远)不包含粘合剂。在一些此类实施例中,防雷板的最下层(离上述零件的外表面最远)不包含未固化的聚合物。
识别层可通过任何合适的方法来图案化。在一些实施例中,已存在的膜可通过任何合适的方法(例如压印、压花、压延、模制、切削加工等)来图案化。然后,如此图案化的膜可通过任何合适的手段与其他层结合,其可包括通过层压、涂敷、喷涂、印刷等方法来引入固体材料层、延展性材料层、液体、溶液或材料悬浮液等等。在一些实施例中,相邻层可将图案赋予另一层的一个或两个表面。可通过任何合适的方法将层与层结合,例如通过层压、涂敷、喷涂、印刷等方法、使用粘合剂、原位固化等等。
本发明的防雷系统可用于制造航空器、航天器、风力发电机、汽车、公共汽车、卡车,或任何其他应用(其中其他非导电或部分导电材料上需要防雷、电磁干扰屏蔽或静电荷管理)所使用的零件。本发明的防雷系统还可应用于航空器、航天器、风力发电机、汽车、公共汽车、卡车,或任何其他应用(其中需要改善的防雷、电磁干扰屏蔽或静电荷管理)所使用的导电零件。
在不脱离本发明范围和原理的前提下,本发明的各种修改和更改对本领域的技术人员而言将是显而易见的,并且应当理解,本发明并不受以上说明的示例性实施例的不当限制。
Claims (10)
1.一种防雷板,包括厚度为t的导电膜和位于所述导电膜上的厚度为TDL的非导电第一识别层,其中所述第一识别层被图案化成多个特征,所述特征选自深度d介于TDL的50%和100%之间的山谷形特征、沟深度d介于TDL的50%和100%之间的脊-沟形特征、或它们的组合。
2.根据权利要求1所述的防雷板,另外包括覆盖所述第一识别层的一些部分的非导电第二识别层,其中所述第一识别层具有第一电介质击穿强度,并且所述第二识别层具有小于所述第一电介质击穿强度的90%的第二电介质击穿强度。
3.根据权利要求1所述的防雷板,其中t介于0.001微米和100微米之间。
4.根据权利要求1所述的防雷板,其中d介于6微米和1毫米之间。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的防雷板,其包含一定量的轻于50g/m2的导电材料。
6.根据权利要求1所述的防雷板,另外包括离子化漆层。
7.一种防雷板,包括厚度为t的导电膜和位于所述导电膜上的厚度为TDL的非导电第一识别层,其中所述第一识别层包含具有第一电介质击穿强度的第一材料,并包含具有第二电介质击穿强度的第二材料的颗粒,所述第二电介质击穿强度小于所述第一电介质击穿强度的90%,其中所述颗粒的平均粒径介于TDL的50%和100%之间。
8.根据权利要求7所述的防雷板,其中t介于0.001微米和100微米之间。
9.根据权利要求7所述的防雷板,其中所述颗粒的平均粒径介于6微米和1毫米之间。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的防雷板,其包含一定量的轻于50g/m2的导电材料。
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