CN201067983Y - 一种高稳定度复合夹层结构板 - Google Patents

一种高稳定度复合夹层结构板 Download PDF

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张建刚
申智春
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Abstract

本实用新型公开了一种高稳定度复合夹层结构板，由上表板、上胶膜、铝蜂窝芯子、下胶膜、下表板组成。该板选用特定性能碳纤维材料和胶膜作铺层，以铝蜂窝芯作夹层，可以比较容易地实现在三个方向上同时实行较高尺寸热稳定，其稳定性能可以接近“零变形”，完全可以用来保证光学载荷光轴指向精度。本实用新型制造成本低，耐腐蚀、其热变形性能指标可以达到长度方向线膨胀系数小于0.5×10－6/℃，宽度方向线膨胀系数小于1.0×10－6/℃，厚度方向小于0.5×10－6/℃的零变形。

Description

一种高稳定度复合夹层结构板
技术领域
本实用新型涉及卫星应用技术领域，具体涉及一种选用特定性能碳纤维材料和胶膜作铺层，以铝蜂窝芯作夹层的复合夹层结构板。
背景技术
光学载荷必须具有较高的光学指向精度，而且保持有效光学载荷扫描镜光轴指向的稳定，是宇航领域中三轴稳定技术的关键。但是，安装光学载荷的结构板受环境等因素影响会产生热变形，由于热变形会导致光学载荷设备遥感仪器光轴对地指向的偏差，因此，对有效光学载荷结构板的设计提出了更高的要求，除了具有较高的安装精度外，还要求结构板在长度方向、宽度方向及板的厚度方向都要具有较高的尺寸稳定性要求，以保证光学载荷光轴指向精度。
常规的结构板是采用复合材料的夹层板，它可以比较容易地在一个或两个方向上具有较高尺寸的热稳定性，其不足之处在于这种夹层板在三个方向上同时实行较高尺寸热稳定性则较为困难。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术存在的不足，提出一种复合夹层结构板，可以实现三个方向上的高尺寸的热稳定，稳定性能可以接近“零变形”。
本实用新型由上表板1、上胶膜2、铝蜂窝芯子3、下胶膜4、下表板5组成。上表板1与下表板5选用具有符合热缩冷胀特性的碳纤维复合材料单向板，该单向板具有如下特性：纤维方向线膨胀系数小于-1.2×10-6/℃且大于-1.5×10-6/℃，垂直于纤维方向的线膨胀系数小于32.4×10-6/℃，纤维方向拉伸模量大于260GPa小于320GPa，垂直于纤维方向拉伸模量大于10GPa小于20GPa。用来作为上表板1与下表板5的基板，内面粘有上胶膜2和下胶膜4，铝蜂窝芯子3粘连在上胶膜2和下胶膜4中间。
所述的上胶膜2与下胶膜4选用具有低温固化特性的常温结构胶，具有如下特性：能够在90℃以下温度时固化，胶膜的线膨胀系数小于30×10-6/℃，模量不低于8GPa；
所述的铝蜂窝芯3选用正六边形有空耐久铝蜂窝芯，规格为4×0.04或5×0.04，芯子高度大于10mm小于30mm。
本实用新型制造成本低，耐腐蚀、其热变形性能指标可以达到长度方向线膨胀系数小于0.5×10-6/℃，宽度方向线膨胀系数小于1.0×10-6/℃，厚度方向小于0.5×10-6/℃的零变形，解决了结构板整体在三个方向上较高的尺寸稳定性，完全可以用来保证光学载荷光轴指向精度。
附图说明
图1是本实用新型结构板组成三维图
图2是新型结构板的铺层截面示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示本实用新型由上表板1、上胶膜2、铝蜂窝芯子3、下胶膜4、下表板5组成。上表板1与下表板5选用具有符合热缩冷胀特性的碳纤维复合材料单向板，该单向板具有如下特性：纤维方向线膨胀系数小于-1.2×10-6/℃且大于-1.5×10-6/℃，垂直于纤维方向的线膨胀系数小于32.4×10-6/℃，纤维方向拉伸模量大于260GPa小于320GPa，垂直于纤维方向拉伸模量大于10GPa小于20Gpa，将制作好的无纬预浸布放到设计的专用模具上铺设不少于5层的内面，铺好后的总厚度误差控制在0.05mm之内，角度误差控制在±0.5°之内；选用具有低温固化特性的胶膜的线膨胀系数小于30×10-6/℃，模量不低于8Gpa，胶膜厚度不低于0.12mm，但不超过0.16mm。的上胶膜2和下胶膜4作为连接层，把具有正六边形有空耐久、规格为4×0.04或5×0.04，芯子高度大于10mm小于30mm铝蜂窝芯子3粘连在上胶膜2和下胶膜4中间。然后在高温高压炉中固化成型。

Claims (5)

1.一种高稳定度复合夹层结构板，其特征在于，上表板(1)、上胶膜(2)、铝蜂窝芯子(3)、下胶膜(4)、下表板(5)组成，所述的上表板(1)和下表板(5)的内面粘有上胶膜(2)和下胶膜(4)，所述的铝蜂窝芯子(3)粘连在上胶膜(2)和下胶膜(4)中间。
2.根据权利要求1所述的一种复合夹层结构板，其特征在于，所述的上表板(1)与下表板(5)选用具有符合热缩冷胀特性的碳纤维复合材料单向板为基板，其纤维方向线膨胀系数小于-1.2×10-6/℃且大于-1.5×10-6/℃，垂直于纤维方向的线膨胀系数小于32.4×10-6/℃，纤维方向拉伸模量大于260GPa小于320GPa，垂直于纤维方向拉伸模量大于10GPa小于20Gpa。
3.根据权利要求1所述的一种复合夹层结构板，其特征在于，所述的上胶膜(2)和下胶膜(4)选用具有低温固化特性的结构胶，胶膜的线膨胀系数小于30×10-6/℃，模量不低于8GPa。
4.根据权利要求1所述的一种复合夹层结构板，其特征在于，所述的铝蜂窝芯子(3)选用正六边形有空耐久铝蜂窝芯子，芯子规格为4×0.04或5×0.04，芯子高度大于10mm小于30mm。
5.根据权利要求1或2所述的一种复合夹层结构板，其特征在于，表板厚度至少铺设五层复合，误差控制在0.05mm之内，角度误差控制在±0.5°之内。
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