CN105199418B - 一种蜂窝状材料及其制成的结构材料 - Google Patents

一种蜂窝状材料及其制成的结构材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种蜂窝状材料及其制成的结构材料，该蜂窝状材料的制备方法为：将碳纤维、树脂、固化剂、稀土、石墨纳米材料、沸石粉混合均匀，自然固化；所述的结构材料的制备方法为：在上述蜂窝状材料制备过程中将复合材料增强板复合到蜂窝状材料中，然后，在制好的蜂窝状材料的两侧分别粘合一层复合材料增强板，采用固定平板加温至90度，然后每间歇5分钟加温30度，最后至180度停留20分钟后即可。本发明的蜂窝状材料，可多次复合，有蜂窝状材料和复合材料增强板交替制成，强度高，抗压能力好，具有良好的承灾力作用，可用于航空航天，特种保温车和动车车厢，船舶、移动房屋建筑。

Description

一种蜂窝状材料及其制成的结构材料
技术领域
本发明涉及工业及制造业应用的材料领域，特别是涉及一种蜂窝状材料其制成的结构材料。
背景技术
随着工业现代化的高速进程，科学技术的迅猛发展，对装备制造业的水平要求就越高，材料高强及轻量化是时代的要求，随着航空航天发展的需要，汽车和动车轻量化的需要，对轻型材料和高强度材料的要求就越加紧迫。材料的总体发展代表了一个国家的总体实力，只有发展工业才能达到现代化。因此，发展制造科技前沿技术材料产业及适合经济发展材料产业已是十分紧迫。现有的结构材料为满足强度高的要求通常重量较大，需要耗费较多的能源。
发明内容
本发明的目的是要提供一种蜂窝状材料其制成的结构材料，使其质量轻、比重小，强度高。
本发明提供一种蜂窝状材料，其制备方法为：将48-50重量份的碳纤维、28-32重量份的树脂，5重量份的固化剂，5重量份的稀土，6-8重量份的石墨纳米材料，3重量份的沸石粉混合均匀，自然固化，固化时间2-4小时。
进一步的，所述的碳纤维为50重量份，树脂为30重量份，固化剂为5重量份，稀土为5重量份，石墨纳米材料为7重量份，沸石粉为3重量份。
进一步的，所述的碳纤维为高强度碳纤维。
本发明还提供采用上述蜂窝状材料制成的结构材料，首先制造复合材料增强板，所述的复合材料增强板由下述复合材料中的一种制成：
体积份数为55％的水泥或普通陶瓷材料原料与体积分数为45％的芳纶纤维、高强度聚乙纤维中的一种或两种混合搅拌均匀，搅拌过程中根据需要加入适度水，然后固化成型；
采用体积分数为45％的树脂与体积分数为55％的芳纶纤维、高强度聚乙纤维中的一种或两种混合搅拌均匀，固化成型即可；
采用体积分数为40％的木材粉碎至直径小于0.5mm、体积分数为25％的芳纶纤维或高强度聚乙纤维中的一种或两种及体积分数为35％的石膏混合，加入适量的水搅拌均匀后压模成型；
将55-58重量份的合金铝熔化后和42-45重量份的高强度预氧化丙烯腈基纤维短切15～18毫米，在合金铝溶化后，采用风机将短切的纤维均匀的吹进融化的合金铝的液体中，边吹进边搅拌，待混合搅拌均匀后浇筑压模成型；
所述的结构材料的制备方法为：在上述蜂窝状材料制备过程中将复合材料增强板复合到蜂窝状材料中，然后，在制好的蜂窝状材料的两侧分别粘合一层复合材料增强板，采用固定平板加温至90度，然后每间歇5分钟加温30度，最后至180度停留20分钟后即可。
进一步的，还可将制造完成后的结构材料放入制备蜂窝状材料的原料中，在制好的结构材料两侧再次复合蜂窝状材料，然后再在制好的蜂窝状材料两侧分别粘合复合材料增强板。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
制造出来的板材具有表面光滑，不需要抛光喷漆等工序再加工。可根据工业制造需要随时调整所需要的蜂窝状材料高强度、比重轻的蜂窝状材料。可根据需要满足比重0.3*1.5～1.8/立方米～0.9*1.7～2.0/立方米。抗压强度是铝合金的5倍以上，抗拉强度15倍以上。抗疲劳强度是铝合金的7倍以上。
本发明的蜂窝状材料，可多次复合，有蜂窝状材料和复合材料增强板交替制成，强度高，抗压能力好，具有良好的承灾力作用，以独特优质性能可用于航空航天，特种保温车和动车车厢，船舶、移动房屋建筑。
具体实施方式
本发明提供一种蜂窝状材料，其制备方法为：将50重量份的碳纤维、30重量份的树脂，5重量份的固化剂，5重量份的稀土，7重量份的石墨纳米材料，3重量份的沸石粉混合均匀，自然固化，固化时间2-4小时。
所述的碳纤维优选为高强度碳纤维。
本发明还提供采用上述蜂窝状材料制成的结构材料，首先制造复合材料增强板，所述的复合材料增强板由下述复合材料中的一种制成：
体积份数为55％的水泥或普通陶瓷材料原料与体积分数为45％的芳纶纤维、高强度聚乙纤维中的一种或两种混合搅拌均匀，搅拌过程中根据需要加入适度水，然后固化成型；
采用体积分数为45％的树脂与体积分数为55％的芳纶纤维、高强度聚乙纤维中的一种或两种混合搅拌均匀，固化成型即可；
采用体积分数为40％的木材粉碎至直径小于0.5mm、体积分数为25％的芳纶纤维或高强度聚乙纤维中的一种或两种及体积分数为35％的石膏混合，加入适量的水搅拌均匀后压模成型；
将55-58重量份的合金铝熔化后和42-45重量份的高强度预氧化丙烯腈基纤维短切15～18毫米，在合金铝溶化后，采用风机将短切的纤维均匀的吹进融化的合金铝的液体中，边吹进边搅拌，待混合搅拌均匀后浇筑压模成型；
所述的结构材料的制备方法为：在上述蜂窝状材料制备过程中将复合材料增强板复合到蜂窝状材料中，然后，在制好的蜂窝状材料的两侧分别粘合一层复合材料增强板，采用固定平板加温至90度，然后每间歇5分钟加温30度，最后至180度停留20分钟后即可。
进一步的，还可将制造完成后的结构材料放入制备蜂窝状材料的原料中，在制好的结构材料两侧再次复合蜂窝状材料，然后再在制好的蜂窝状材料两侧分别粘合复合材料增强板。多次复合得到蜂窝状材料和复合材料增强板交替的结构材料。

Claims (5)

1.一种蜂窝状材料，其特征在于，其制备方法为：将48-50重量份的碳纤维、28-32重量份的树脂，5重量份的固化剂，5重量份的稀土，6-8重量份的石墨纳米材料，3重量份的沸石粉混合均匀，自然固化，固化时间2-4小时；
在上述蜂窝状材料制备过程中将复合材料增强板复合到蜂窝状材料中，然后，在制好的蜂窝状材料的两侧分别粘合一层复合材料增强板，采用固定平板加温至90度，然后每间歇5分钟加温30度，最后至180度停留20分钟后即可。
2.根据权利要求1所述的蜂窝状材料，其特征在于，所述的碳纤维为50重量份，树脂为30重量份，固化剂为5重量份，稀土为5重量份，石墨纳米材料为7重量份，沸石粉为3重量份。
3.根据权利要求1所述的蜂窝状材料，其特征在于，所述的碳纤维为高强度碳纤维。
4.一种采用权利要求1-3任一项所述的蜂窝状材料制成的结构材料，其特征在于，首先制造复合材料增强板，所述的复合材料增强板由下述复合材料中的一种制成：
体积份数为55％的水泥或普通陶瓷材料原料与体积分数为45％的芳纶纤维、高强度聚乙纤维中的一种或两种混合搅拌均匀，搅拌过程中根据需要加入适度水，然后固化成型；
采用体积分数为45％的树脂与体积分数为55％的芳纶纤维、高强度聚乙纤维中的一种或两种混合搅拌均匀，固化成型即可；
采用体积分数为40％的木材粉碎至直径小于0.5mm、体积分数为25％的芳纶纤维或高强度聚乙纤维中的一种或两种及体积分数为35％的石膏混合，加入适量的水搅拌均匀后压模成型；
将55-58重量份的合金铝熔化后和42-45重量份的高强度预氧化丙烯腈基纤维短切15～18毫米，在合金铝溶化后，采用风机将短切的纤维均匀的吹进融化的合金铝的液体中，边吹进边搅拌，待混合搅拌均匀后浇筑压模成型。
5.根据权利要求4所述的结构材料，其特征在于，将制造完成后的结构材料放入制备蜂窝状材料的原料中，在制好的结构材料两侧再次复合蜂窝状材料，然后再在制好的蜂窝状材料两侧分别粘合复合材料增强板。
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