CN218197363U - 一种基于辐射激发的自修复结构试件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于辐射激发的自修复结构试件，包括上膜片层、下膜片层、液态修复材料层以及条状密封材料，所述液态修复材料层与所述条状密封材料均设置在所述上膜片层与所述下膜片层之间，所述条状密封材料设置在所述液态修复材料层的外侧，并与所述上膜片层与所述下膜片层形成密封空间密封所述液态修复材料层，所述液态修复材料层为液体紫外胶。本发明主要设计目的是防破坏，该结构试件具有自修复功能，当整个自修复结构试件被外部尖锐物、锋利物破坏时，内部液态树脂暴露于紫外线环境下，设置在自修复结构试件内部液态修复材料层内的液体紫外胶就在紫外线环境下固化，其中的共聚物单体丙烯酸会发生聚合反应生成聚丙烯酸树脂，使得创伤口被固态树脂修复修复整体结构。

Description

一种基于辐射激发的自修复结构试件

技术领域

本发明属于航空航天领域，具体地涉及一种基于辐射激发的自修复结构试件。

背景技术

在空间站建设和探月深空探测等探索活动中，航天器面临着复杂的太空环境，太空碎片、微陨石等撞击可能会对航天器造成伤害或破坏，沙漠极地等恶劣环境下的基地的重要设备也可能发生破裂等形式的破坏。受破坏后能够进行自修复的材料有潜在的提高航天器的安全性的应用价值，同时这些材料需要被设计为结构才能进行各项实验。自修复材料功能性验证时，需要被制成结构试件以完成地面实验，这就需要将具有自修复功能的材料设计制作为稳定牢固的结构试件。

专利202220456174.9设计了更为稳固的自修复结构试件，包括了保护性的密封材料和液态材料共三层，但存在修复材料制作条件严苛、流程复杂、生产安全性较低和修复材料强度不高等问题，如部分制作流程要求无氧环境，多组分化合物配比，泄露可能导致温度骤升。本发明设计了新的基于辐射激发的自修复结构试件并简述了制作方法，一方面本发明使用ergo8500 型紫外胶作为中间层材料，性质稳定，即使泄露也不会出现温度骤升的安全问题，另一方面本发明的修复材料抗拉抗剪强度能在20Mpa左右，提高安全性，提高了修复材料强度。

发明内容

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本发明提供了一种基于辐射激发的自修复结构试件，其特征在于包括上膜片层、下膜片层、液态修复材料层以及条状密封材料，所述液态修复材料层与所述条状密封材料均设置在所述上膜片层与所述下膜片层之间，所述条状密封材料设置在所述液态修复材料层的外侧，并与所述上膜片层与所述下膜片层形成密封空间密封所述液态修复材料层，所述液态修复材料层为液体紫外胶；在所述上膜片层上远离所述液态修复材料层的端面上还设置有上紫外防护层，在所述下膜片层远离所述液态修复材料层的端面上还设置有下紫外防护层。

进一步的，所述自修复结构试件为正方形片状。

进一步的，所述上紫外防护层与所述下紫外防护层厚度均设计在 0.3mm-0.5mm之间，并均采用腈纶材料制成。

进一步的，所述上膜片层与所述下膜片层厚度均设计在0.8mm-1.0mm 之间，并均采用片状沙林树脂材料制成。

进一步的，所述条状密封材料为沙林树脂条，所述条状密封材料的设计宽度3mm-5mm，厚度设计在0.8mm-1.0mm之间。

进一步的，所述条状密封材料与所述上膜片层以及下膜片层的贴合方式为无影胶粘合。

进一步的，所述液态修复材料层由ergo8500型紫外胶组成。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的基于辐射激发的自修复结构试件，主要设计目的是防破坏，该结构试件具有自修复功能，当整个自修复结构试件被外部尖锐物、锋利物破坏时，内部液态树脂暴露于紫外线环境下，设置在自修复结构试件内部液态修复材料层内的液体紫外胶就在紫外线环境下固化，其中的共聚物单体丙烯酸会发生聚合反应生成聚丙烯酸树脂，使得创伤口被固态树脂修复修复整体结构。

(2)本发明的液态修复材料层由ergo8500型紫外胶组成，安全性高，即使泄露也不会出现温度骤升或自燃的风险，当结构被刺破或发生破裂，内部液体暴露于紫外辐射环境下，液态的ergo8500型紫外胶能够快速发生共聚反应，形成高分子固体聚合物，迅速固化修复创伤口，试验结果表明液态的 ergo8500型紫外胶形成的高分子固体聚合物的抗拉和抗剪强度能达到 20Mpa左右，具有强度韧性优良的特性。

附图说明

图1为基于辐射激发的自修复结构试件的整体层状结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合图1对本发明的基于辐射激发的自修复结构试件进行具体的说明。

实施例1

一种基于辐射激发的自修复结构试件，包括上膜片层1、下膜片层2、液态修复材料层3以及条状密封材料5，所述液态修复材料层3与所述条状密封材料5均设置在所述上膜片层1与所述下膜片层2之间，所述条状密封材料5设置在所述液态修复材料层3的外侧，并与所述上膜片层1与所述下膜片层2形成密封空间密封所述液态修复材料层3，所述液态修复材料层3 为液体紫外胶；在所述上膜片层1上远离所述液态修复材料层3的端面上还设置有上紫外防护层4，在所述下膜片层2远离所述液态修复材料层3的端面上还设置有下紫外防护层6。本发明的技术方案是一种多层(共五层)的基于辐射激发的自修复结构试件。自下而上分别为第1-第5层。其中第1层(上紫外防护层4)和第5层(下紫外防护层6)同为紫外防护层，上紫外防护层4与所述下紫外防护层6主要功能是防止紫外辐射穿透结构试件。本申请中的基于辐射激发的自修复结构试件，主要设计目的是防破坏，该结构试件具有自修复功能，当整个自修复结构试件被外部尖锐物、锋利物破坏时，内部液态树脂暴露于紫外线环境下，设置在自修复结构试件内部液态修复材料层内的液体紫外胶就在紫外线环境下固化，其中的共聚物单体丙烯酸会发生聚合反应生成聚丙烯酸树脂，使得创伤口被固态树脂修复修复整体结构。

进一步的，该结构试件为正方形片状，图1为基于辐射激发的自修复结构试件剖面示意图。

进一步的，所述上紫外防护层4与所述下紫外防护层6厚度均设计在 0.3mm-0.5mm之间，并均采用腈纶材料制成，上紫外防护层4与所述下紫外防护层6主要功能是防止紫外辐射穿透结构试件，腈纶紫外防护材料，在非使用情况下，可以长时间稳定保存，不会失效。

进一步的，所述上膜片层1与所述下膜片层2厚度均设计在 0.8mm-1.0mm之间，并均采用片状沙林树脂材料制成，所述上膜片层1与所述下膜片层2的主要功能是支撑保护。

进一步的，所述条状密封材料5为沙林树脂条，所述条状密封材料5的设计宽度3mm-5mm，厚度设计在0.8mm-1.0mm之间。沙林树脂条与上下的上膜片层1以及下膜片层2粘和，起密封、支撑和保护作用。本发明设计出的结构试件使用的条状密封材料5为沙林树脂，是物理化学性质稳定的高分子共聚物材料，能保证结构强度。

进一步的，所述条状密封材料5与所述上膜片层1以及下膜片层2的贴合方式为无影胶粘合，在条状密封材料5上下侧面均设置有无影胶粘合处 501。

进一步的，所述液态修复材料层3由ergo8500型紫外胶组成。本发明使用ergo8500型紫外胶作为中间层材料，安全性高，即使泄露也不会出现温度骤升或自燃的风险。本发明的功能是被用作实验试件进行自修复实验。当结构被刺破或发生破裂，内部液体暴露于紫外辐射环境下，液态的ergo8500 型紫外胶能够快速发生共聚反应，形成高分子固体聚合物，迅速固化修复创伤口，试验结果表明修复材料抗拉和抗剪强度能达到20Mpa左右，具有强度韧性优良的特性。

进一步的，本发明设计出的结构试件制作步骤主要包括沙林树脂膜片制作、多层试件组装以及紫外防护层粘贴等四大步骤，任务是将液态树脂密封进入片状沙林树脂壳中。“沙林树脂膜片制作“使用电磁助力式压膜仪将颗粒状沙林树脂(产品产自杜邦公司Surlyn 8940)制作为沙林树脂膜片；“多层试件组装”和“紫外防护层粘贴”在干燥的通风橱内按图1的结构进行组装制作。

本发明设计出的自修复结构试件结构牢固，密封性高，能承受实验室实验时施加的各种约束载荷。该结构试件具有自修复功能，当结构被破坏，内部液态树脂暴露于紫外线环境下，其中的共聚物单体丙烯酸会发生聚合反应生成聚丙烯酸树脂，使得创伤口被固态树脂修复；本发明设计的结构牢固性、安全性高，本发明解决的技术问题是为自修复结构制作试件，该试件必须可以长时间保存，该试件最终用途是用来做刺破-修复实验，所以要保证安全性。最接近的技术方案中间层四周直接使用环氧树脂胶封口，加工难度高，且密封强度低。本发明采用沙林树脂环形条进行四周密封，更牢固，结构强度高，制作速度更快。本发明采用市售的ergo8500紫外胶作为原材料，安全性可靠性高，本发明设计的结构包含紫外防护层，在未遭破坏时能稳定保存，同时本发明的修复材料能达到10MPa～20MPa，且耐受±125℃的极端温度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种基于辐射激发的自修复结构试件，其特征在于包括上膜片层、下膜片层、液态修复材料层以及条状密封材料，所述液态修复材料层与所述条状密封材料均设置在所述上膜片层与所述下膜片层之间，所述条状密封材料设置在所述液态修复材料层的外侧，并与所述上膜片层与所述下膜片层形成密封空间密封所述液态修复材料层，所述液态修复材料层为液体紫外胶；在所述上膜片层上远离所述液态修复材料层的端面上还设置有上紫外防护层，在所述下膜片层远离所述液态修复材料层的端面上还设置有下紫外防护层。

2.根据权利要求1所述的基于辐射激发的自修复结构试件，其特征在于所述自修复结构试件为正方形片状。

3.根据权利要求1所述的基于辐射激发的自修复结构试件，其特征在于所述上紫外防护层与所述下紫外防护层厚度均设计在0.3mm-0.5mm之间，并均采用腈纶材料制成。

4.根据权利要求1所述的基于辐射激发的自修复结构试件，其特征在于所述上膜片层与所述下膜片层厚度均设计在0.8mm-1.0mm之间，并均采用片状沙林树脂材料制成。

5.根据权利要求1所述的基于辐射激发的自修复结构试件，其特征在于所述条状密封材料为沙林树脂条，所述条状密封材料的设计宽度3mm-5mm，厚度设计在0.8mm-1.0mm之间。

6.根据权利要求1所述的基于辐射激发的自修复结构试件，其特征在于所述条状密封材料与所述上膜片层以及下膜片层的贴合方式为无影胶粘合。

7.根据权利要求1所述的基于辐射激发的自修复结构试件，其特征在于所述液态修复材料层由ergo8500型紫外胶组成。

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