CN211074959U - 碳纤维展宽布细编穿刺织物 - Google Patents
碳纤维展宽布细编穿刺织物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211074959U CN211074959U CN201921801537.2U CN201921801537U CN211074959U CN 211074959 U CN211074959 U CN 211074959U CN 201921801537 U CN201921801537 U CN 201921801537U CN 211074959 U CN211074959 U CN 211074959U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon fiber
- cloth
- fabric
- puncture
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Woven Fabrics (AREA)
Abstract
本实用新型提供的一种碳纤维展宽布细编穿刺织物，包括若干平面叠置的单元层和由整体穿刺引入的层间纤维束，至少一所述单元层包含一层碳纤维展宽布。本实用新型提供的碳纤维展宽布细编穿刺织物采用碳纤维展宽布较传统的碳纤维平面织物更轻薄，更细密，提高了细编穿刺织物细密化程度，复合加工后结构件和连接件螺纹中有效平面单元布层变多，提升了其复合材料结构件和连接件的力学性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及碳纤维织造技术领域，特别是指一种碳纤维展宽布细编穿刺织物。
背景技术
随着新一代高速飞行器的发展，细编穿刺工艺可实现大厚度纤维织物的成型，其织物纤维体积含量高，整体性能好，是防热材料用高温结构件和连接件的优选材料之一。但现有关于细编穿刺织物的报道中公开碳纤维布层的层间距通常为0.20-1.25mm，复合加工后结构件和连接件螺纹中有效平面单元布层少，拉伸性能小于200MPa，螺纹力学性能差，无法满足高性能复合材料结构件和连接件拉伸性能大于200Mpa的要求。为达到长时间高温状态下复合材料连接件的性能要求，细编穿刺织物的细密化结构是其重要性能指标，结构件和连接件用整体高密度细密化的织物需求量较大。
实用新型内容
鉴于以上内容，有必要提供一种改进的细编穿刺织物，具有整体高密度细密化特征，能够满足长时间高温状态下复合材料结构件和连接件的使用要求。
本实用新型提供的技术方案为：一种碳纤维展宽布细编穿刺织物，包括若干平面叠置的单元层和由整体穿刺引入的层间纤维束，至少一所述单元层包含一层碳纤维展宽布。
进一步的，相邻两层所述碳纤维展宽布的层间距为0.10-0.15mm。
进一步的，每一所述单元层包括一层所述碳纤维展宽布。
进一步的，所述织物包括以预设角度依次叠置的多层所述单元层，所述预设角度包括0°、30°、45°、60°及90°中一个或多个。
进一步的，多根所述层间纤维束相互平行且垂直于任一所述单元层所在的平面。
进一步的，相邻两根所述层间纤维束的间距为1.4-2.0mm。
进一步的，多根所述层间纤维束正交排布。
进一步的，多根所述层间纤维束为碳纤维和/或碳棒。
进一步的，碳纤维在所述单元层的端面上交织连续。
与现有技术相比，本实用新型提供的碳纤维展宽布细编穿刺织物采用碳纤维展宽布较传统的碳纤维平面织物更轻薄，更细密，实现了布层间距的细密化和布层均匀性控制，提高了细编穿刺织物细密化程度，复合加工后结构件和连接件螺纹中有效平面单元布层变多，复合后材料拉伸性能达到210-320MPa，提升了其复合材料结构件和连接件的力学性能，满足了新一代高速飞行器结构件和连接件的技术指标要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型一实施方式中碳纤维展宽布细编穿刺织物的结构示意图。
附图标记说明:
织物 100
层间纤维束 50
单元层 10
碳纤维展宽布 1
碳纤维展宽布 3
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型实施例。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型实施例，所描述的实施方式仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型实施例保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型实施例。
请参阅图1，本实用新型涉及一种碳纤维展宽布细编穿刺织物100，具有高密度细密化结构，满足防热材料用高温结构件和连接件材料的使用要求。该织物100包括若干平面叠置的单元层10和由整体穿刺引入的层间纤维束50，至少一所述单元层10包含一层碳纤维展宽布(1,3)。本实用新型的织物应用为结构件和连接件，由于采用的碳纤维展宽布较传统碳纤维布薄(如面密度为200g/m2的12K碳纤维平纹布厚度为0.298mm，而面密度为100g/m2的12K碳纤维展宽布厚度仅为0.098mm)，且性能相当，使得最终细编穿刺织物的层间距小，更细密化；织物复合加工后的螺纹区域有效平面单元布层多，螺纹力学性能好。
所述单元层10，为平面铺放叠置的基础单元结构，该单元层10可以是以预设角度依次叠置，所述预设角度包括0°、30°、45°、60°及90°中一个或多个。为提高织物的细密化，在具体实施方式中，每一所述单元层10可以包括一层所述碳纤维展宽布1，也即是说，由所述碳纤维展宽布1逐层铺放、叠置；具体实施方式中，相邻两层所述碳纤维展宽布1的层间距可以为0.10-0.15mm。其中，所述碳纤维展宽布1可以是以预设角度依次叠置，所述预设角度包括0°、30°、45°、60°及90°中一个或多个。在其他实施方式中，每一所述单元层10也可以包含其他结构层，如碳纤维网毡，碳纤维纱线层等；在其他实施方式中，每一所述单元层10还可以是多层所述碳纤维展宽布1，例如以90°角度顺时针旋转的两层所述碳纤维展宽布(1,3)构成的，即每一单元层中两层所述碳纤维展宽布正交铺放，所述单元层与所述单元层之间依次叠置。在其他实施方式中，可以根据产品的性能要求设计产品的单元层结构，或单元层与单元层铺放方式，又或者是整体织物厚度方向上不同区域的单元层结构、及单元层与单元层铺放方式、和相邻两层所述碳纤维展宽布的层间距等参数，不限定为上述实施方式中列举的情形。
所述层间纤维束50，是由整体穿刺引入的。在具体实施方式中，多根所述层间纤维束50相互平行且垂直于任一所述单元层10所在的平面。多根所述层间纤维束50为碳纤维束和/或碳棒；采用碳纤维束时可以是连续制作的，该碳纤维束在所述单元层的端面上也呈交织连续。在具体实施方式中多根所述层间纤维束50正交排布，其中相邻两根所述层间纤维束50的间距优选为1.4-2.0mm。在其他实施方式中，所述碳纤维束也可以在所述单元层10的端面上不交织；在其他实施方式中，上述层间纤维束50还可以是碳棒，或者说石墨棒等具有设计要求性能的棒材，与单元层共同成型三维立体结构的织物。
成型上述碳纤维展宽布细编穿刺织物100可以包括以下步骤：
步骤(1)：根据产品X-Y平面尺寸裁剪碳纤维展宽布1；
步骤(2)：将一层或多层裁剪后的碳纤维展宽布1平整铺设并进行整体穿刺；
步骤(3)：采用加压设备和工装控制碳纤维展宽布层的加压高度；
步骤(4)：重复步骤(2)～(3)，直至织物Z向达到要求的高度值；该Z向为垂直于单元层所在平面的方向；
步骤(5)：进行织物Z向纤维引入，最终完成碳纤维展宽布细编穿刺织物的成型。
上述制得的碳纤维展宽布细编穿刺织物100的厚度可达1000mm，中等厚度也适用，如800mm、500mm等，当然还适用厚度小于50mm，乃至小至2mm的高密度、细密化织物的成型。每一所述单元层10的长度、宽度、外径、内径、边长中一个或多个尺寸可达1000mm，具体视产品设计要求而定，可以肯定的是细编穿刺更适用于制备高厚比织物。本实用新型提供的碳纤维展宽布细编穿刺织物布层的层间距为0.10-0.15mm，体积密度为≥0.85g/cm3。
为了更好的对本实用新型所提供的碳纤维展宽布细编穿刺织物100进行阐述，下面给出本实用新型的一些实施例：
实施例一：
X-Y平面的碳纤维展宽布的面密度为100g/m2，平纹结构，依次叠置；3K单股碳纤维束形成层间纤维束，垂直于X-Y平面碳纤维展宽布所形成的平面，且相邻两个层间纤维束的间距为1.5mm；X-Y平面碳纤维展宽布的层间密度为68层/cm，层间距为0.147mm。
本实施例中碳纤维展宽布细编穿刺织物的体积密度为0.85g/cm3，外形尺寸为长度432mm、宽度400mm、高度140mm。经试验对比分析，复合结构件或连接件的拉伸性能为220-260MPa。
实施例二：
X-Y平面的碳纤维展宽布的面密度为80g/m2，平纹结构，依次叠置；3K双股碳纤维束形成层间纤维束，垂直于X-Y平面碳纤维展宽布所形成的平面，且相邻两个层间纤维束的间距为2.0mm；X-Y平面碳纤维展宽布的层间密度为90层/cm，层间距为0.111mm。
本实施例中碳纤维展宽布细编穿刺织物的体积密度为0.92g/cm3，外形尺寸为长度400mm、宽度400mm、高度145mm。经试验对比分析，复合结构件或连接件的拉伸性能为280-320MPa。
实施例三：
X-Y平面的碳纤维展宽布的面密度为80g/m2，平纹结构，依次叠置；3K单股碳纤维束形成层间纤维束，垂直于X-Y平面碳纤维展宽布所形成的平面，且相邻两个层间纤维束的间距为1.4mm；X-Y平面碳纤维展宽布的层间密度为85层/cm，层间距为0.118mm。
本实施例中碳纤维展宽布细编穿刺织物的体积密度为0.88g/cm3，外形尺寸为长度400mm、宽度400mm、高度75mm。经试验对比分析，复合结构件或连接件的拉伸性能为250-290MPa。
在其他实施例中，层间纤维束采用的纤维不限3K碳纤维，可以是其他规格纤维，如6K、12K等，具体视产品设计要求而定。
综上所述，本实用新型中通过碳纤维展宽布构成平面层，并通过碳纤维展宽布的叠层设置，缩小了平面布层的层间距，提高了细编穿刺织物细密化程度，使得其复合材料结构件和连接件的拉伸性能从原先的不足200MPa提升至220MPa以上，满足高性能复合材料结构件和连接件拉伸性能大于200MPa的要求；且本实用新型较佳实施例中织物复合材料的拉伸性能达320MPa，远远超越设计要求。因此可见，经过本实用新型的改进，有效提高了细编穿刺织物细密化程度，复合加工后结构件和连接件螺纹中有效平面单元布层变多，提升了其复合材料结构件和连接件的力学性能，满足了新一代高速飞行器结构件和连接件的技术指标要求。
以上实施方式仅用以说明本实用新型实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本实用新型实施例的技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种碳纤维展宽布细编穿刺织物，包括若干平面叠置的单元层和由整体穿刺引入的层间纤维束，其特征在于：至少一所述单元层包含一层碳纤维展宽布。
2.根据权利要求1所述的碳纤维展宽布细编穿刺织物，其特征在于：相邻两层所述碳纤维展宽布的层间距为0.10-0.15mm。
3.根据权利要求1所述的碳纤维展宽布细编穿刺织物，其特征在于：每一所述单元层包括一层所述碳纤维展宽布。
4.根据权利要求1所述的碳纤维展宽布细编穿刺织物，其特征在于：所述织物包括以预设角度依次叠置的多层所述单元层。
5.根据权利要求4所述的碳纤维展宽布细编穿刺织物，其特征在于：所述预设角度包括0°、30°、45°、60°及90°中一个或多个。
6.根据权利要求1所述的碳纤维展宽布细编穿刺织物，其特征在于：多根所述层间纤维束相互平行且垂直于任一所述单元层所在的平面。
7.根据权利要求6所述的碳纤维展宽布细编穿刺织物，其特征在于：相邻两根所述层间纤维束的间距为1.4-2.0mm。
8.根据权利要求1所述的碳纤维展宽布细编穿刺织物，其特征在于：多根所述层间纤维束正交排布。
9.根据权利要求1所述的碳纤维展宽布细编穿刺织物，其特征在于：多根所述层间纤维束为碳纤维束或/和碳棒。
10.根据权利要求9所述的碳纤维展宽布细编穿刺织物，其特征在于：碳纤维束在所述单元层的端面上交织连续。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921801537.2U CN211074959U (zh) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | 碳纤维展宽布细编穿刺织物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921801537.2U CN211074959U (zh) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | 碳纤维展宽布细编穿刺织物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211074959U true CN211074959U (zh) | 2020-07-24 |
Family
ID=71634584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921801537.2U Active CN211074959U (zh) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | 碳纤维展宽布细编穿刺织物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211074959U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112779645A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-11 | 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 | 一种多层组合结构立体织物及其制备方法 |
| CN112779646A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 | 一种管状立体织物及其快速成型制备方法 |
-
2019
- 2019-10-24 CN CN201921801537.2U patent/CN211074959U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112779645A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-11 | 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 | 一种多层组合结构立体织物及其制备方法 |
| CN112779646A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 | 一种管状立体织物及其快速成型制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Three-dimensional needle-punching for composites–A review | |
| CN211074959U (zh) | 碳纤维展宽布细编穿刺织物 | |
| Bilisik | Multiaxis 3D woven preform and properties of multiaxis 3D woven and 3D orthogonal woven carbon/epoxy composites | |
| CN105073848B (zh) | 碳纤维增强热塑性树脂复合材料和使用其的成型体 | |
| CA2635855C (en) | Reinforcing fiber base material for preforms, process for the production of laminates thereof, and so on | |
| KR101307770B1 (ko) | 중합체성 테이프의 라미네이트의 제조방법, 및 라미네이트및 이의 용도 | |
| JP4657782B2 (ja) | 高捕集効率と低圧力損失とを兼ね備えたフィルター | |
| CN102330358B (zh) | 一种竹纤维复合材料的生产方法 | |
| KR20090021385A (ko) | 복합물 부재를 제조하기 위한 섬유 보강 구조물 | |
| TW201207177A (en) | Carbon/carbon composite material and method for producing the same | |
| CN211367942U (zh) | 碳纤维展宽布针刺预制体 | |
| CN107059242A (zh) | 一种高导热沥青基炭纤维复合材料预制体的制作方法 | |
| TW201843038A (zh) | 積層複合體及其製造方法 | |
| Chen et al. | Design, manufacture, and experimental analysis of 3D honeycomb textile composites part I: design and manufacture | |
| CN105462565A (zh) | 一种石墨烯和碳纤维复合热界面材料的制备方法 | |
| CN101994259B (zh) | 一种三维正交机织麻织物增强聚丙烯复合材料 | |
| JP2020525586A (ja) | 強化用繊維及び形状記憶合金ワイヤを含む製品及びその製造方法 | |
| US5503893A (en) | Ultra-high performance carbon composites | |
| KR101931030B1 (ko) | 두께 방향의 섬유가 보강된 탄소섬유 복합재료 및 그 제조 방법 | |
| CN114801353B (zh) | 一种预氧丝/碳纤维结构预制体及其制备方法 | |
| CN113858614B (zh) | 连续纤维多层蜂窝夹层板及其一体化成形方法 | |
| US20210347158A1 (en) | Method of manufacturing a sheet-like composite part with improved compression strength | |
| JP2007269034A (ja) | 繊維強化複合材 | |
| Yao et al. | Experimental study of tensile and flexural performances and failure mechanism of none-felt needled composites | |
| Dinesh Babu et al. | Experimental investigation of the enhancement of delamination resistance in glass/epoxy curved laminates |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |