CN114683594A - 复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器及其制备方法，其中，制备方法包括如下步骤：S1、制备容器内胆；S2、将预对内胆瓶体进行缠绕的纤维置于浸润剂中浸润；S3、在所述容器内胆外表面采用浸润后的纤维进行四维缠绕编织，形成具有浸润剂的纤维缠绕层基瓶；S4、将浸润纤维缠绕的预制基瓶置于干燥箱内升温固化；S5、将干燥固化后的瓶体，经过表面镀膜处理，得到具有纤维缠绕层的复合材料高压储氢容器；本申请制备方法完全是绿色低碳无污染的原材料和生产流程，生产出的产品，具有系统重量轻、结构刚度强、承压值高、抗冲击、耐疲劳、耐高低温、稳定性好、防撞击、耐燃烧的优势。
Description
技术领域
本发明涉及可再生能源氢气储存技术领域，具体涉及一种复合增强增韧耐 高压阻燃绿色环保储存容器及其制备方法。
背景技术
目前，人类对可再生能源的开发利用如火如荼，蓬勃兴起。尤其，在3060 碳达峰、碳中和大背景下，氢能源的开发利用，备受青睐，引起广泛关注。以 氢能源全产业链为引导的新一轮能源革命、科技革命、产业革命、经济革命， 正在以不可阻挡的迅猛发展之势，紧锣密鼓的运筹帷幄，进入高层面、整体性、 系统化战略部局，徐徐拉开全方位实施推进的划时代大幕。
氢能源被世界上许多科学家称为“21世纪终极能源”，但开发利用却长 时期卡壳在“储运难”这个“世界瓶颈”上。尽管储氢容器经过I型(钢瓶)、 II型(钢瓶缠绕)、III型(铝合金内胆碳纤维缠绕瓶)、IV型(塑料内胆碳 纤维缠绕瓶)储氢容器制备的不断创新进步，有力地推动着人们开发利用氢能 源和氢气高压储存运输向前发展，但由于每型容器的推出，受到原材料、技术 壁垒、制作工艺、生产成本等方面限制，在实际具体应用方面范围非常小、领 域也很狭窄，无法满足化石能源向可再生能源转换过程，国计民生各个领域及 行业对储氢、运氢容器更多、更大、更迫切、更廉价、更广普广惠的需求。
时下在氢能市场应用的III型IV型储氢瓶，大多提供给氢燃料电池汽车， 而且乘用车居多。主要原因这两类容器各有应用上的软肋。III型瓶铝合金内 胆比重大、有一定氢脆，存在安全隐患。IV型瓶尽管塑料内胆比重小，但碳 纤维缠绕成本高，售价昂贵。致使III型、IV型瓶产品只能囿于小型车或部分 大型车应用的窄桥上束之高阁，难以在更广阔的能源市场需求有更大的作为。 尤其在以排山倒海之势迅猛发展的可再生能源领域，如何实现“风、光电能、 氢能绿色循环、可持续转换”，创新推出与之相适应的高压储能容器任务艰巨， 势在必行。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是针对现有III型、IV型储氢瓶 中存在的选材、技术、制备、产品应用领域局限等方面问题，提供一种复合增 强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器制备方法。
进一步，本申请还提供一种复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器。
本发明所采用的技术方案是：
复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器制备方法，包括如下步骤：
S1、制备容器内胆；
S2、将预对内胆瓶体进行缠绕的纤维置于浸润剂中浸润；
S3、在所述容器内胆外表面采用浸润后的纤维进行四维缠绕编织，形成具 有浸润剂的纤维缠绕层基瓶；
S4、将浸润纤维缠绕的预制基瓶置于干燥箱内升温固化；
S5、将干燥固化后的瓶体，经过表面镀膜处理，得到具有纤维缠绕层的复 合材料高压储氢容器。
进一步，所述内胆包括内胆主体以及设置在该内胆主体一端的内胆瓶口， 在所述内胆主体与内胆瓶口之间还设有由内胆主体向内胆瓶口过渡的锥圆肩， 在所述内胆主体与内胆瓶底之间还设有由内胆主体向内胆瓶底过渡的弧圆尾。
进一步，所述容器内胆为塑料内胆，材质为聚酰胺或高密度聚乙烯。
进一步，所述步骤S2中，浸润的纤维采用玄武岩连续纤维。
进一步，所述步骤S3中，所述纤维缠绕层瓶体R角缠绕55°-75°，纤 维缠绕以基础底层径向、轴向环缠，继以机械臂前后、左右交叉缠绕，再重复 叠加增层至预设厚度，获得预制基瓶。
进一步，所述浸润剂包括质量比为5:2的A胶和B胶，所述A胶由质量百 分比为如下配比的原料组成：环氧树脂双酚A80％、活性稀释剂15％、偶联剂 5％；B胶为固化剂。
进一步，所述环氧树脂双酚A包括型号为618E-51的环氧树脂双酚A和型 号为6101E-44的环氧树脂双酚A；其中，型号为618E-51的环氧树脂双酚A 的质量百分比为65％，型号为6101E-44的环氧树脂双酚A的质量百分比为15％。
进一步，所述步骤S4中，固化时间为31h+312h。
进一步，本申请还提供一种复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器， 采用上述方法制备而成。
进一步，所述容器内胆包括内胆主体以及设置在该内胆主体一端的内胆瓶 口，在该内胆瓶口设有内螺纹和外螺纹；在所述内胆瓶口内设有内螺管，该内 螺管与所述内胆瓶口的内螺纹螺纹配合；所述内胆瓶口外设有外套管，该外套 管与所述内胆瓶口的外螺纹螺纹配合。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描 述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将 对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附 图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分 并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本申请实施例2所提供的复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容 器结构示意图；
图2为本申请实施例2所提供的内胆瓶口结构示意图；
图3为本申请实施例2所提供的内螺管结构示意图；
图4为本申请实施例2所提供的外套管结构示意图；
图5为1维运动示意图；
图6为2维运动示意图；
图7为3维运动示意图；
图8为4维运动示意图；
图9为干燥箱工作温度/时间示意图。
其中，内胆主体1、内胆瓶口2。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下 实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以 此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当 为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
本申请一种复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器制备方法，包括如 下步骤：
S1、制备容器内胆。内胆包括内胆主体1以及设置在该内胆主体一端的内 胆瓶口2，在内胆瓶口2设有输入输出气阀。内胆主体1为圆柱罐状结构，在 内胆主体1与内胆瓶口2之间还设有由内胆主体向内胆瓶口过渡的锥圆肩，在 内胆主体与内胆瓶底之间还设有由内胆主体向内胆瓶底过渡的弧圆尾。
采用上述结构设置的容器内胆，便于在后续纤维缠绕过程中有效控制内胆 主体的肩部、底部R角堆积、滑移、露白等现象，进而发挥机械作业过程中挂 丝张力大、牵拉绷力紧、绕纤力度足、丝间均紧密实、限位缠绕层抗拉伸能力 强的优势。
容器内胆为塑料内胆，塑料内胆可以为聚酰胺或高密度聚乙烯。当然，本 申请中也可以采用具有相同、相近或更优性能的塑料来制备内胆。
容器内胆的规格尺寸，可以根据复合高压储氢容器承压值、容量、应用场 景等不同需求确定。例如：根据承压值，可设定5、10、20、25、35、50、70 MPa不同规格尺寸容器；又如：根据容量，可设定1-20L不同规格尺寸的容器； 又如，根据市场，水、陆交通运载工具、加氢站、气体物流运氢、风光电氢能 源循环及储能、应急救援指挥能源方舱各种需求，可设定不同壁厚的容器。
S2、将预对内胆瓶体进行缠绕的纤维置于浸润剂中浸润，增加纤维丝径黏 粘面积，强化纤维刚性。
具体的，浸润剂包括质量比为5:2的A胶和B胶，A胶由质量百分比为如 下配比的原料组成：环氧树脂双酚A80％、活性稀释剂15％、偶联剂5％；B胶为 固化剂。其中，环氧树脂双酚A包括型号为618E-51的环氧树脂双酚A和型号 为6101E-44的环氧树脂双酚A；其中，型号为618E-51的环氧树脂双酚A的 质量百分比为65％，型号为6101E-44的环氧树脂双酚A的质量百分比为15％。 活性稀释剂的型号为5750，偶联剂为硅烷，型号为KH560，固化剂为常温固化 剂，型号为5784。
浸润时，将上述配方的原料置于专用液池中，环境温度保持在25℃-30℃， 均匀搅拌，配置得到浸润剂。将环境温度设置为恒定的25℃-30℃，可有效保 障浸润液的最佳粘度，促使纤维缠绕无扭丝、无间隙、无囊凸、无裂断，有助 于提升容器固化质量，提高增刚、增强、增韧效果。
通过对纤维进行浸润，确保了玄纤丝径在液池中充分舒通，开放伸展，湿 润饱和，刚柔绵缠，与环氧树脂融粘面积宽，一体化亲和度高，丝径弹性增大， 绵柔效果好，拉伸力度强，从整体上优化缠绕效果。
S3、在所述容器内胆外表面采用纤维进行四维缠绕编织，形成具有纤维缠 绕层的预制基瓶。
本申请采用纤维经四维缠绕形成预制型体，有效提升了缠绕层结构内剪切 强度，与缠绕工艺中纤维丝束一维、二维或三维承载相比，四维纤维缠绕能够 在同向与逆向、底层与覆层、四维单层与四维叠层等形成轴径、纵横、内外、 上下、左右、前后多元亲和链接、紧密交媾、协同依存、一体承压；在反复充 放气体过程的疲劳冲击中不会导致丝间、层间失效现象。
用于缠绕的纤维可采用玄武岩连续纤维，但包括且不限于碳纤维、芳纶纤 维、玻璃纤维。本实施例中，使用玄纤，均来自江苏天龙玄武岩连续纤维股份 有限公司，玄纤2400tex、1200tex、1000tex、800tex、600tex。
在缠绕时，可根据复合高压储氢气瓶的耐压要求设置不同的缠绕层数、叠 加复合增强，使不同厚度缠绕层能够承受不同气压强度，制备满足不同压力需 求的应用产品。纤维缠绕层瓶体R角缠绕55°-75°，纤维缠绕以基础底层径 向、轴向环缠，继以机械臂前后、左右交叉缠绕。再重复叠加增层，达到预设 厚度，获得预制基瓶。
具体的，如图5～图8所示，图5为主轴转动，此为1维运动，可实现径 向环缠；图6为机械臂轴向移动，此为2维运动，可实现轴向缠绕；图7为机 械臂前后伸缩，此为3维运动，可实现轴向环形缠绕；图8为机械臂变角旋转， 此为4维运动，可实现交叉缠绕。
本申请采用玄纤四维缠绕，其以基础底层为径向环缠、轴向交叉复层缠绕， 重复交替，复合增层，获得预制基瓶。
因缠绕层数不同，导致缠绕厚度及内胆重量有所不同，详见下表：
表1：高压容器内胆玄纤缠绕参数表
从表1可知，在缠绕张力、绷紧度、绕排密度相等情况下，缠绕玄纤的层 数和厚度与容器重量成正比。玄纤缠绕层越多、越厚，容器越重。反之，容器 重量轻。
采用四维玄纤对容器内胆进行全缠绕包覆，通过张力仪的牵拉梳篦，将纤 丝浸润裹带的气泡刮挤去除，克服了其它纤维浸润缠绕不能彻底根除的气泡隐 患，使纤丝间、缠绕层间没有瑕疵，融成一体，刚性固化，拉伸强度大幅度提 高，从整体上提升了高压储氢容器的承压能力。
S4、将浸润纤维缠绕的预制基瓶置于干燥箱内升温固化，通过物化反应， 提高抗压强度。
干燥箱功能包括：热风循环、旋转式吊挂瓶体、工作温度℃/时间h、实 际工作温/时设定。
固化温度按照升梯次/降梯次/恒温次三种模式实行，具体如下(参见图9)：
S41、升梯次：第一温时40℃/5h、第二温时50℃/10h、第三温时60℃/h5；
S42、降梯次：第四温时50℃/3h、第五温时40℃/3h、第六温时30℃/5h；
S43、恒定次：第七温时室温25℃/13d。
采用本申请方法，预制基瓶的固化总时间为31h+312h(13天)。
采用适合玄纤属性的“三温”，即：梯次升温、梯次降温、恒定温次干燥 固化，达到了连续玄纤拉伸强度的最佳值，为容器实现高压化提供了树脂合成 材料、工艺流程等核心技术保障。
S5、将干燥固化后的瓶体，经过表面镀膜处理，得到具有纤维缠绕层的复 合材料高压储氢容器。镀膜材料可以为树脂。
具体的，在聚脲液池放入缠绕固化的容器，经浸泡后的容器外壳浸镀厚度 为0.8-1mm的聚脲膜层。
本申请采用树脂融液对容器内胆进行浸渍镀膜，不仅保障瓶体外部光滑， 而且增加强度、耐磨、耐腐、防火和防撞击。
下面以实验的方式对本申请方法制备的储存容器的承压效果进行检测，检 测结果如下：
表2：玄纤层不同，干燥温度、固化时长相同承压值比较
由此可见，在其他条件相同的情况下，玄纤层厚度越大，承压值越大。
表3：玄纤层、固化温度相同，固化时长不同承压值比较
表4：玄纤层、固化时长相同，固化温度不同承压值比较
通过对采用不同塑料材质，其它封阀、浸润、缠绕、干燥、固化等环境相 同的制品，进行了承压值比较。实验例证明塑料内胆制备采用不同属性材质， 其它环境相同条件下，所得到的制品承受的压力不一样。具体实施情况，详见 以下示意图：
表5：塑料属性不同的高压容器内胆，在缠绕层、干燥温度、固化时间长 度相同条件下制得的产品承压值不同示意图
本申请制备方法从制备内胆、采用纤维、树脂等材料，到制得高压复合储 氢气瓶的系统工艺流程，完全是绿色低碳无污染的原材料和生产流程，生产出 的产品，可用于陆地、水上各种交通运输工具的氢燃料动力需求，也可用于加 氢站、长管车、槽车氢气运输、氢气长距离管道输送、风光电站储能等；具有 系统重量轻、结构刚度强、承压值高、抗冲击、耐疲劳、耐高低温、稳定性好、 防撞击、耐燃烧的优势。
实施例2
本实施例提供一种采用实施例1制备而成的复合增强增韧耐高压阻燃绿 色环保储存容器，包括容器内胆以及缠绕在该容器内胆外周的纤维缠绕层。
容器内胆包括内胆主体以及设置在该内胆主体一端的内胆瓶口，在所述内 胆主体与内胆瓶口之间还设有由内胆主体向内胆瓶口过渡的锥圆肩，在所述内 胆主体与内胆瓶底之间还设有由内胆主体向内胆瓶底过渡的弧圆尾。
容器内胆材质为尼龙PA1212；内胆主体外径为150mm，高为532mm，壁厚 为3-3.5mm，并且由瓶体中部向瓶口、瓶底两端向下逐渐均匀性增加厚度。
瓶口高度为35mm，外径为30mm，内径为16mm，壁厚4mm。在瓶口设置有 外螺纹和内螺纹，外螺纹的螺距为2.5mm，内螺纹的螺距为1.5mm。在瓶口还 设有凹槽，该凹槽开口直径为25mm，凹槽深1.9mm。
在内胆瓶口还内置有内螺管，该内螺管与瓶口内螺纹螺纹配合，该内螺管 高60mm，外径为20mm，内径为5mm，螺管的外丝扣为18mm。
螺管上设有凹槽封压盖，该凹槽封压盖配合在瓶口的凹槽内；螺管凹槽封 压盖顶直径为30Mm，螺管凹槽封压盖底直径为22.8mm，螺管凹槽封压盖高度 为5mm。
在内胆瓶口设有外套管，该外套管为金属材质，外套管与瓶口外螺纹螺纹 配合，外套管高为40mm，外套管的外径为36mm，外套管的内径为30mm，外套 管的螺距为2.5mm。
瓶底基托高为23mm，直径10mm，容器内胆总高度为555mm。
采用上述结构，本申请通过分别在瓶口设置内螺纹和外螺纹，在瓶口内嵌 设内螺管与瓶口内螺纹配合，在瓶口外套金属外套管与瓶口外螺纹配合，通过 内外双重固锁，从根本上克服了目前高压储氢瓶口内嵌件与瓶体吹塑制作时结 合不紧而产生隙细的弊端，避免了内嵌件受压力冲击而与瓶壁分离撕裂而爆 瓶；通过在瓶口内壁设置凹槽，该凹槽与内螺管以丝扣拧接无缝，外置外套管 采用内公丝与瓶口外壁公丝拧封，锁压于内螺管覆于凹槽顶部的凹槽封压盖， 防止由于氢气输入瓶口受压过大，内螺管脱丝、脱扣、出槽向上冲顶而引起纵 向爆破。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、 “固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接， 或成一体；可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技 术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实 施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公 知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示 例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述 的具体特征、系统、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。 在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示 例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例 或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人 员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征 进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者 对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相 应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明 的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制备容器内胆；
S2、将预对内胆瓶体进行缠绕的纤维置于浸润剂中浸润；
S3、在所述容器内胆外表面采用浸润后的纤维进行四维缠绕编织，形成具有浸润剂的纤维缠绕层基瓶；
S4、将浸润纤维缠绕的预制基瓶置于干燥箱内升温固化；
S5、将干燥固化后的瓶体，经过表面镀膜处理，得到具有纤维缠绕层的复合材料高压储氢容器。
2.根据权利要求1所述的复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器制备方法，其特征在于，所述内胆包括内胆主体以及设置在该内胆主体一端的内胆瓶口，在所述内胆主体与内胆瓶口之间还设有由内胆主体向内胆瓶口过渡的锥圆肩，在所述内胆主体与内胆瓶底之间还设有由内胆主体向内胆瓶底过渡的弧圆尾。
3.根据权利要求1所述的复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器制备方法，其特征在于，所述容器内胆为塑料内胆，材质为聚酰胺或高密度聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，浸润的纤维采用玄武岩连续纤维。
5.根据权利要求4所述的复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述纤维缠绕层瓶体R角缠绕55°-75°，纤维缠绕以基础底层径向、轴向环缠，继以机械臂前后、左右交叉缠绕，再重复叠加增层至预设厚度，获得预制基瓶。
6.根据权利要求1所述的复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器制备方法，其特征在于，所述浸润剂包括质量比为5:2的A胶和B胶，所述A胶由质量百分比为如下配比的原料组成：环氧树脂双酚A80％、活性稀释剂15％、偶联剂5％；B胶为固化剂。
7.根据权利要求6所述的复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器制备方法，其特征在于，所述环氧树脂双酚A包括型号为618E-51的环氧树脂双酚A和型号为6101E-44的环氧树脂双酚A；其中，型号为618E-51的环氧树脂双酚A的质量百分比为65％，型号为6101E-44的环氧树脂双酚A的质量百分比为15％。
8.根据权利要求1所述的复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，固化时间为31h+312h。
9.复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器，其特征在于，采用权利要求1～8中任一项方法制备而成。
10.根据权利要求9所述的复合增强增韧耐高压阻燃绿色环保储存容器，其特征在于，所述容器内胆包括内胆主体以及设置在该内胆主体一端的内胆瓶口，在该内胆瓶口设有内螺纹和外螺纹；在所述内胆瓶口内设有内螺管，该内螺管与所述内胆瓶口的内螺纹螺纹配合；所述内胆瓶口外设有外套管，该外套管与所述内胆瓶口的外螺纹螺纹配合。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107076356A (zh) * | 2014-10-31 | 2017-08-18 | 普莱克斯技术有限公司 | 加压气体用容器 |
| CN111846522A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-30 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种具有防漏、防滑和便于运输功能的试剂瓶 |
| CN112743878A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-05-04 | 北京新能源汽车技术创新中心有限公司 | 纤维复合材料高压储氢气瓶及其制备方法 |
| CN113970060A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-01-25 | 山东大学 | 一种智能监控玄武岩纤维气瓶及其制备方法 |
-
2022
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107076356A (zh) * | 2014-10-31 | 2017-08-18 | 普莱克斯技术有限公司 | 加压气体用容器 |
| CN111846522A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-30 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种具有防漏、防滑和便于运输功能的试剂瓶 |
| CN112743878A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-05-04 | 北京新能源汽车技术创新中心有限公司 | 纤维复合材料高压储氢气瓶及其制备方法 |
| CN113970060A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-01-25 | 山东大学 | 一种智能监控玄武岩纤维气瓶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 谢富原: "《先进复合材料制造技术》", 北京：航空工业出版社, pages: 61 - 62 * |
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