DE3739250A1 - BLACKBOARD - Google Patents
BLACKBOARDInfo
- Publication number
- DE3739250A1 DE3739250A1 DE19873739250 DE3739250A DE3739250A1 DE 3739250 A1 DE3739250 A1 DE 3739250A1 DE 19873739250 DE19873739250 DE 19873739250 DE 3739250 A DE3739250 A DE 3739250A DE 3739250 A1 DE3739250 A1 DE 3739250A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tubes
- carbon
- wall surface
- core
- panel
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 55
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 25
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 25
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 19
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 19
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229920006286 oxidized acrylic fiber Polymers 0.000 claims description 6
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 claims description 3
- 239000006261 foam material Substances 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 32
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
- B32B3/10—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
- B32B3/18—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by an internal layer formed of separate pieces of material which are juxtaposed side-by-side
- B32B3/20—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by an internal layer formed of separate pieces of material which are juxtaposed side-by-side of hollow pieces, e.g. tubes; of pieces with channels or cavities
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D24/00—Producing articles with hollow walls
- B29D24/002—Producing articles with hollow walls formed with structures, e.g. cores placed between two plates or sheets, e.g. partially filled
- B29D24/008—Producing articles with hollow walls formed with structures, e.g. cores placed between two plates or sheets, e.g. partially filled the structure having hollow ridges, ribs or cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/06—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
- B32B5/022—Non-woven fabric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
- B32B5/024—Woven fabric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
- B32B5/026—Knitted fabric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
- B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
- B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
- B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
- B32B5/28—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer impregnated with or embedded in a plastic substance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
- B64C1/12—Construction or attachment of skin panels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
- C04B35/83—Carbon fibres in a carbon matrix
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/30—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure
- E04C2/34—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts
- E04C2/3405—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts spaced apart by profiled spacer sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2266/00—Composition of foam
- B32B2266/06—Open cell foam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2605/00—Vehicles
- B32B2605/18—Aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2607/00—Walls, panels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C2001/0054—Fuselage structures substantially made from particular materials
- B64C2001/0072—Fuselage structures substantially made from particular materials from composite materials
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/30—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure
- E04C2/34—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts
- E04C2/3405—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts spaced apart by profiled spacer sheets
- E04C2002/3444—Corrugated sheets
- E04C2002/345—Corrugated sheets with triangular corrugations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/30—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure
- E04C2/34—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts
- E04C2002/3477—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts spaced apart by tubular elements parallel to the sheets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Tafel und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, den Aufbau von Leichtgewicht-Tafeln, beispielsweise zur Verwendung im Flugzeugbau.The invention relates to a board and in particular, but not exclusively, building up Lightweight boards, for example for use in Aircraft construction.
In dieser Beschreibung wird das Wort "Tafel" so verwendet, daß es ein Wandelement bedeutet, das einen durch mindestens eine Kante begrenzten Flächenbereich aufweist und eben sein kann, oder auch mit gekrümmtem Querschnitt in einer oder in mehreren Ebenen, wie ein Abschnitt eines Zylinders, eines Kegels oder einer Kugel.In this description, the word "blackboard" is like this uses that it means a wall element that one area delimited by at least one edge has and can be flat, or with a curved Cross-section in one or more levels, like a Section of a cylinder, cone or one Bullet.
Um eine Tafel aufzubauen, die ein hohes Verhältnis Steifigkeit zu Gewicht besitzt, ist es bekannt, derartige Tafeln aus zwei dünnen Schichten eines entsprechenden Materials herzustellen, die durch einen leichtgewichtigen Innenkern, beispielsweise von Wabenaufbau, getrennt sind. Der Kern kann aus anderem Material als die Schichten gefertigt sein.To build a board that has a high ratio Stiffness to weight, it is known such sheets of two thin layers one to produce the appropriate material by a lightweight inner core, for example from Honeycomb structure, are separated. The core can be from other Material as the layers are made.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich in erster Linie mit dem Problem, eine leichtgewichtige Tafel mit hoher Steifigkeit und hoher Festigkeit bei erhöhten Temperaturen zu schaffen, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich für Verwendung im Luft- und Raumfahrtbereich.The present invention is primarily concerned with with the problem of a lightweight board with high Rigidity and high strength with increased To create temperatures, in particular, but not exclusively for use in air and Space flight.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Tafel wird ein Tafel-Vorprodukt mit zwei Wandflächenelementen hergestellt, die durch einen Kernaufbau getrennt und abgestützt sind, bei dem Zwischenräume oder miteinander verbundene Poren Belüftungen zu einer Kante der Tafel hin schaffen, die Wandflächenelemente und der Kern Fasermaterial enthalten und ein Pyrolysevorgang verwendet wird, um eine pyrolytische Matrix um die Fasern in dem Fasermaterial zu bilden, wobei ein Gasstrom durch die Belüftungen während des Pyrolysevorganges besteht.In the manufacturing method according to the invention a plate becomes a plate intermediate with two Wall panels made by a Core structure are separated and supported, in which Gaps or interconnected pores Create ventilation towards one edge of the panel that Wall panels and the core contain fiber material and a pyrolysis process is used to obtain a pyrolytic matrix around the fibers in the fiber material to form a gas flow through the vents during the pyrolysis process.
Ein bevorzugtes Verfahren erfindungsgemäßer Art zur Herstellung einer Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundtafel umfaßt das Ausbilden eines Kernaufbaus aus einer Reihe von Hohlelementen aus Kohlenstoffaser, die Räume bilden, welche Belüftungen zu einer Kante der Tafel hin schaffen, das Befestigen von je einem Kohlenstoffaser-Wandflächenelement an jeder Seite des Kernes und die Verwendung eines Pyrolyseverfahrens zum Ausbilden einer pyrolytischen Kohlenstoffmatrix um die Kohlenstoffasern, wobei während des Pyrolysevorganges ein Gasstrom durch die Belüftungen besteht.A preferred method according to the invention for Production of a carbon / carbon composite panel involves forming a core assembly from a series of hollow elements made of carbon fiber that form spaces, what vents to an edge of the board manage to attach one at a time Carbon fiber panel on each side of the Kernes and the use of a pyrolysis process for Form a pyrolytic carbon matrix around the Carbon fibers, during the pyrolysis process there is a gas flow through the vents.
Die Erfindung ergibt auch eine Tafel, die nach einem der in den vorstehenden beiden Absätzen definierten Verfahren aufgebaut ist.The invention also results in a panel according to one of the defined in the previous two paragraphs Procedure is established.
In dieser Beschreibung und in den Ansprüchen bedeutet der Ausdruck "pyrolytische Matrix" eine Matrix, die durch Einwirkung von Wärme bei einer Temperatur von über 400°C erzeugt wurde, um eine chemische Zersetzung eines Matrix-Vorläufermaterials herbeizuführen, wie beispielsweise die Umwandlung einer Kohlenstoffverbindung zu Kohlenstoff unter Freisetzung gasförmiger Nebenprodukte, oder eine chemische Zersetzung von Kohlenstoff in die Zwischenräume einer Vorform hinein, wie beispielsweise die Einführung eines kohlenstoffhaltigen Gases und das Aufspalten des Gases zum Ablagern von Kohlenstoff (mit der Erzeugung von gasförmigen Nebenprodukten), und ist darauf beschränkt. Bei den bei hoher Temperatur erfolgenden "Zersetzungs-" und "Ablagerungs-"Vorgängen, wie sie in diesem Zusammenhang zu verstehen sind, ist es wichtig, Belüftungsmittel zu schaffen, um Gasen das Durchdringen und/oder Entweichen der Tafel zu gestatten, und die Benutzung der Ausdrücke "Pyrolyse" und "pyrolytische Matrix" soll Matrizen ausschließen, die durch andere chemische Vorgänge hergestellt werden, bei denen es nicht erforderlich ist, Gase eintreten oder abziehen zu lassen.In this description and in the claims the term "pyrolytic matrix" means a matrix that by exposure to heat at a temperature above 400 ° C was generated to chemical decomposition of a To bring about matrix precursor material, such as for example the conversion of a Carbon bond to carbon with release gaseous by-products, or a chemical Decomposition of carbon in the spaces between Preform, such as the introduction of a carbon-containing gas and the splitting of the gas for carbon deposition (with the generation of gaseous by-products), and is limited to this. With the "decomposition" occurring at high temperature and "deposition" operations as described in this Context, it is important To create ventilation means to allow gases to penetrate and / or allow the board to escape, and the Use of the terms "pyrolysis" and "pyrolytic Matrix "is intended to exclude matrices created by others chemical processes are produced in which it it is not necessary to enter or withdraw gases to let.
Die Wandflächenelemente und der Kernaufbau können eine Vorform aus Kohlenstoffasern umfassen, die durch eine Kohlenstoff-Matrix verfestigt ist, welche durch eine chemische Abscheidung aus der Dampfphase (chemical vapour deposition = CVD) abgeschieden wurde, um einen Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbund zu bilden, oder eine Kohlenstoffmatrix, die durch einen Verkohlungsvorgang aus Teer oder Harz abgeschieden wurde, wobei alle diese Verfahren gut bekannt sind. Vorzugsweise wird das Fasermaterial durch die Harz-Verkohlungs- und/oder CVD-Vorgänge gebunden und versteift. Die Kohlenstoffaser kann nichtgraphitiert, teilweise graphitiert oder vollständig graphitiert sein, in Abhängigkeit von den erforderlichen thermischen Leiteigenschaften. Sie kann an Ort und Stelle vorkarboniert oder karboniert sein, z. B. aus einem Gewebe, das aus oxidierter Akryl-Faser (d. h. Polyakrylnitrilfaser) hergestellt ist (durch die Verwendung des Ausdruckes "vorkarbonisiert" soll gesagt werden, daß die Kohlenstoffasern vor dem Einsetzen in die Wandflächenelemente oder den Kernaufbau vollständig karbonisiert wurden).The wall panel elements and the core structure can be one Preform made of carbon fibers by a Carbon matrix is solidified, which by a chemical vapor deposition (chemical vapor deposition = CVD) was deposited to a To form carbon / carbon composite, or a Carbon matrix caused by a charring process was deposited from tar or resin, all of which Procedures are well known. Preferably that is Fiber material through the resin charring and / or CVD processes bound and stiffened. The carbon fiber can be non-graphitized, partially graphitized or be fully graphited, depending on the required thermal conductivity. she can be pre-carbonated or carbonized on site, e.g. B. from a fabric made of oxidized acrylic fiber (i.e., polyacrylonitrile fiber) Use of the term "pre-carbonized" is said be that the carbon fibers before insertion in the wall surface elements or the core structure completely were carbonized).
Alternativ kann der Kernaufbau verfestigte Vliese oder offenzellige Schaummaterialien umfassen.Alternatively, the core structure can be consolidated or nonwovens include open cell foam materials.
Andere Fasermaterialien, wie Fasern aus Siliziumkarbid oder Mischungen aus Kohlenstoffasern mit Siliziumkarbidfasern können eingesetzt werden. Um Oxidationsfestigkeit bei hohen Temperaturen zu erzielen, können keramische oder glaskeramische Fasern verwendet werden. Die Matrix kann andere Materialien enthalten oder umfassen, wie Antioxidantien oder andere Additive, oder es kann beispielsweise eine Siliziumkarbidmatrix verwendet werden.Other fiber materials, such as silicon carbide fibers or mixtures of carbon fibers with Silicon carbide fibers can be used. Around To achieve oxidation resistance at high temperatures, ceramic or glass ceramic fibers can be used will. The matrix can contain other materials or include, such as antioxidants or other additives, or it can be, for example, a silicon carbide matrix be used.
Umwandlungsvorgänge können benutzt werden, um eine Faservorform in andere Formen zu überführen; so kann beispielsweise eine Kohlenstoffvorform durch einen entsprechenden thermochemischen Vorgang in Siliziumkarbid gewandelt werden.Conversion processes can be used to convert a Convert fiber preform to other shapes; so can for example a carbon preform by a corresponding thermochemical process in Silicon carbide can be converted.
Es werden Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigtExemplary embodiments of the invention are described below explained in more detail with reference to the drawing; in the Drawing shows
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils einer durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellten Tafel, Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a portion of a panel produced by a method of the invention,
Fig. 2, 3, 4 und 5 Darstellungen ähnlich Fig. 1 alternativer Tafelaufbauten, mit erfindungs gemäßen Verfahren hergestellt, und Fig. 2, 3, 4 and 5 representations similar to Fig. 1 alternative board structures, manufactured using the method according to the Invention, and
Fig. 6 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Teils einer Tafel während der Her stellung. Fig. 6 is a schematic cross-sectional view of part of a panel during the manufacture position.
Die Tafel 10 in Fig. 1 enthält zwei Außenwand-Flächenelemente oder Außenschichten 11 und 12, die mit einem Kernaufbau 13 verbunden und durch diesen voneinander getrennt sind.The panel 10 in FIG. 1 contains two outer wall surface elements or outer layers 11 and 12 which are connected to and separated from one another by a core structure 13 .
Der Kernaufbau 13 besteht aus eine Reihe miteinander verbundener hexagonaler Röhren 16, 17 und 18, die ausgewirkter oxidierter Akrylfaser gebildet sind, um einen einheitlichen Aufbau zu schaffen, bei dem die Röhren durch Stege 20, 21 und 22 aus dem Wirkgewebe verbunden sind. The core assembly 13 consists of a series of interconnected hexagonal tubes 16, 17 and 18 which are formed of impacted oxidized acrylic fiber to provide a unitary assembly in which the tubes are connected by webs 20, 21 and 22 from the knit fabric.
Bei der Herstellung werden die Röhren 16, 17 und 18 durch das Einsetzen von entsprechend geformten Formteilen (z. B. aus Kohlenstoff) in Sechseckform gebracht und dann einem Karbonisierungsvorgang unterworfen. Die Formteile werden dann durch zerstör- oder zersetzbare Stützen ersetzt. Die Außenschichten 11 und 12 aus Kohlenstoffaser-Gewebe werden dann unter Verwendung eines entsprechenden Harzklebers leicht mit den Außenflächen der Röhren verbunden, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Anordnung wird zwischen Kohlenstoffplatten während des Aushärtens und des Karbonisierens des Harzes eben gehalten, und die sich ergebende freistehende Tafel wird dann einer chemischen Dampfabscheidung von Kohlenstoff unterzogen, um sowohl den Kern 13 als auch die Außenschichten 11 und 12 zu verdichten.During manufacture, the tubes 16, 17 and 18 are brought into a hexagonal shape by inserting appropriately shaped molded parts (e.g. made of carbon) and then subjected to a carbonization process. The molded parts are then replaced by destructible or decomposable supports. The outer layers 11 and 12 of carbon fiber fabric are then easily bonded to the outer surfaces of the tubes using an appropriate resin adhesive, as shown in FIG. 1. The assembly is held flat between carbon plates during curing and carbonization of the resin, and the resulting free-standing panel is then subjected to chemical vapor deposition of carbon to densify both the core 13 and the outer layers 11 and 12 .
Durch Benutzen von Hohlelementen in Form der Röhren 16, 17 und 18 , die parallel zur Ebene der Tafel 10 verlaufen, ist der Tafelaufbau gut das Durchdringen und Durchleiten chemischer Dämpfe durch die Zwischenräume 23, 24, 25 geeignet, die sich parallel zur Tafelebene erstrecken und zwar zu allen Teilen des Aufbaus, und zum Ablüften an den Kanten der Tafel, so daß eine gleichförmige Beschichtung der notwendigen verdichtenden Kohlenstoffmatrix ermöglicht ist.By using hollow elements in the form of tubes 16, 17 and 18 , which run parallel to the plane of the plate 10 , the plate structure is well suited for the penetration and passage of chemical vapors through the spaces 23, 24, 25 which extend parallel to the plate plane and to all parts of the structure, and to vent at the edges of the board, so that a uniform coating of the necessary compacting carbon matrix is possible.
Als Alternative können der Kern und/oder die Randschichten mit einem entsprechenden Harz vorgetränkt werden, das dann karbonisiert wird, und wiederum ergibt die offene Struktur des Kernes Zwischenräume, durch die nicht Kohlenstoff enthaltenden Bestandteile des Harzes in Gasform entweichen können.Alternatively, the core and / or the Pre-impregnated with an appropriate resin which is then carbonized and again results the open structure of the core spaces through which non-carbon components of the resin can escape in gas form.
Der in Fig. 2 gezeigte Aufbau ist in jeder Hinsicht dem der Fig. 1 ähnlich, jedoch sind hier die Röhren 26, 27 und 28 so integral nebeneinander fest verbunden, daß sie einander ohne Verbindungsstege berühren, und sie sind zwischen den Außenschichten 19 und 30 in Kreisquerschnittsform angeordnet.The structure shown in FIG. 2 is similar in all respects to that of FIG. 1, but here the tubes 26, 27 and 28 are integrally connected to one another so firmly that they touch one another without connecting webs, and they are between the outer layers 19 and 30 arranged in circular cross-sectional shape.
Der Aufbau nach Fig. 3 enthält ebenfalls Röhren 36, 37 und 38 mit kreisförmigem Querschnitt, jedoch sind diese wieder durch Stege 31, 32, 33 miteinander verbunden. Jeder gewünschte Abstand und jede mögliche Querschnittsform der Röhren kann dadurch erreicht werden, daß der Aufbauvorgang abgewandelt wird und entsprechende Formgeber benutzt werden.The structure of FIG. 3 also comprises tubes 36, 37 and 38 of circular cross section, but they are again by webs 31, 32, 33 connected together. Any desired distance and any possible cross-sectional shape of the tubes can be achieved by modifying the assembly process and using appropriate shapers.
Fig. 4 zeigt eine Tafel 40, die gleichartig wie die eben Beschriebenen aufgebaut ist, jedoch ist der Kernaufbau 42 hier durch dreieckförmige der Röhren 43, 44, 45 mit umschlossenen Räumen 46, 47 und 48 zur Entlüftung zur Kante der Tafel hin aufgebaut. Das den Kernaufbau 42 bildende Gewebe oder Gewirke kann als integraler Aufbau mit Verbindungsnähten an den Kanten 50, 51 und 52 der einander benachbarten Röhren gewirkt werden, oder er kann aus gewebter, ungewebter oder gewirkter Gewebebahn hergestellt werden, wobei diese Bahnen um entsprechende Formelemente in der dargestellten Ausgestaltung gefaltet werden. Fig. 4 shows a panel 40 , which is constructed in the same way as that just described, but the core structure 42 is here constructed by triangular tubes 43, 44, 45 with enclosed spaces 46, 47 and 48 for ventilation to the edge of the panel. The fabric or knitted fabric forming the core structure 42 can be knitted as an integral structure with connecting seams at the edges 50, 51 and 52 of the adjacent tubes, or it can be produced from woven, non-woven or knitted fabric web, these webs being arranged around corresponding shaped elements in the illustrated configuration are folded.
Ein Vorteil des Kernaufbaus nach Fig. 4 besteht in der großen Verbindungsfläche, die die Seitenwände der Dreieckröhren 43, 44 und 45 zur Anlage der jeweiligen Außenwandschichten 55 und 56 bieten.An advantage of the core structure according to FIG. 4 is the large connecting area that the side walls of the triangular tubes 43, 44 and 45 offer for the contact of the respective outer wall layers 55 and 56 .
Fig. 5 zeigt einen Teil einer Tafel 60, bei der die Außenschichten 62 und 64 an einem Kernaufbau aus Röhren 66 und 67 angebracht sind, der im allgemeinen ähnlich wie der in Fig. 2 dargestellt ist, jedoch sind in diesem Fall die Röhren 66, 67 mit abgeflachten Querschnittsformen versehen, um die Bindefläche der Röhren mit den Außenschichten 62, 64 zu vergrößern. FIG. 5 shows part of a panel 60 in which the outer layers 62 and 64 are attached to a core assembly of tubes 66 and 67 which is generally similar to that shown in FIG. 2, but in this case the tubes 66, 67 provided with flattened cross-sectional shapes in order to enlarge the bonding area of the tubes with the outer layers 62, 64 .
Die Herstellung von erfindungsgemäßen Tafeln wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The manufacture of boards according to the invention in the following using exemplary embodiments explained.
Zur Herstellung einer Tafel nach Fig. 5 wurde oxidierte Akrylfaser zu integral gewirkten Röhren 66, 67 geformt, wobei jede Röhre einen Nenndurchmesser von 10 mm, eine Schrittbreite von ca. 12 mm und eine Nennwandstärke von 1 mm besaß.For producing a panel according to Fig. 5 has been oxidized to acrylic fiber integrally knitted tubes 66, 67 formed, each tube mm a nominal diameter of 10 mm, a crotch width of about 12 and had a nominal wall thickness of 1 mm.
Graphitstäbe von 10 mm Durchmesser wurden in die gewirkten Röhren eingesetzt und ergaben während des darauffolgenden Karbonisierungs- oder Verkohlungsvorganges eine Abstützung, die sicherstellte, daß die gewirkten Röhren ihren Kreisquerschnitt behielten. Die Karbonisierung der Akrylfasern wurde durch Erhitzen in Stickstoffatmosphäre, Abführen von Verbindungen aus Stickstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff und Umwandeln der Fasern in Kohlenstoff durchgeführt. Die Temperatur wurde mit einer Rate von 100°C/h auf 1020°C ± 10°C angehoben und 4 h auf diesem Wert gehalten. Ein Überdruck von Stickstoff wurde bei kontinuierlicher Strömung während des Aufheizens und des späteren Abkühlens stets aufrechterhalten.Graphite rods of 10 mm diameter were in the knitted tubes used and resulted during the subsequent carbonation or Charring a support that ensured that the knitted tubes have their circular cross section kept. The carbonization of the acrylic fibers was by heating in a nitrogen atmosphere, removing Compounds made of nitrogen, carbon, hydrogen and oxygen and converting the fibers to carbon carried out. The temperature was measured at a rate of 100 ° C / h to 1020 ° C ± 10 ° C and 4 h on this Value held. An overpressure of nitrogen was at continuous flow during heating and Always maintain later cooling.
Nach dem Karbonisieren wurden die Graphitstäbe entfernt und aufgerollte Papierröhrchen 70 (Fig. 6) in die gewirkten Röhren eingesetzt. Die Neigung der Papierröhrchen, aufzurollen, ergaben eine kleine Druckkraft von außen, wie sie in Fig. 6 mit Pfeilen angezeichnet ist, um so die gewirkten Röhren zu stützen. Die Röhren wurden dann mit Harz eingestrichen und mit getrennt ausgebildeten Deck- oder Hautschichten 62, 64 verklebt, deren Herstellung später beschrieben wird. Die Papierröllchen ergaben eine Stütze, die daraufhin leicht entfernt werden konnte.After carbonization, the graphite rods were removed and rolled-up paper tubes 70 ( Fig. 6) were inserted into the knitted tubes. The tendency of the paper tubes to roll up gave a small compressive force from the outside, as indicated by arrows in Fig. 6, so as to support the knitted tubes. The tubes were then coated with resin and glued to separately formed cover or skin layers 62, 64 , the manufacture of which will be described later. The paper rolls gave a support that could then be easily removed.
Die Haut- oder Randschichten 62, 64 wurden aus einem ungewebten Faserstoff aus miteinander ausgerichteten oxidierten Akrylfasern hergestellt, die in zwei Schichten angeordnet waren, wobei die Fasern jeweils einer Schicht zu denen in der anderen Schicht senkrecht standen, und diese beiden Schichten wurden leicht miteinander verstochen. Die Faserschichten wurden mit einem gleichartigen Vorgang karbonisiert, wie er für die gewirkten Röhren benutzt wurde.The skin or skin layers 62, 64 were made from a non-woven fabric of aligned, oxidized acrylic fibers arranged in two layers, the fibers of each layer being perpendicular to those in the other layer, and these two layers were easily pricked together . The fiber layers were carbonized in a similar process to that used for the knitted tubes.
Die Röhren und die Randschichten wurden dann (getrennt) gleichmäßig mit einem Gemisch aus ca. je 50% Phenolharz (Cello Bond J22255 der Firma BP Chemicals) und Aceton so eingestrichen, daß sich eine Verteilung des Harzes mit 0,05 g/cm2 über die Gesamtfläche jedes Bestandteiles ergab.The tubes and the outer layers were then (separately) evenly coated with a mixture of about 50% phenolic resin (Cello Bond J22255 from BP Chemicals) and acetone so that the resin was distributed at 0.05 g / cm 2 the total area of each component resulted.
Die Außenschichten wurden dann auf die beiden Seiten der gewirkten Röhren aufgesetzt, wie in Fig. 2 dargestellt, wobei die Fasern der jeweiligen Außenflächenschicht parallel zu den Achsen der Röhren lagen. Die so gebildete Tafelanordnung aus Wandflächenelementen und Kern wurde dann auf eine Gesamtstärke von 10 mm (durch Abstandhalter eingestellt) zwischen ebenen Graphitplatten gedrückt, wobei eine Schicht aus silikonbehandeltem Papier auf jeder Seite ein Ankleben des Harzes an den Platten verhinderte. Eine Druckkraft von 7000 N/m2 wurde dann jede Tafel ausgeübt durch Gewichtsbelastung der Platten. Die Papierröhrchen ließen eine Verformung der gewirkten Röhren zu der in Fig. 5 gezeigten Gestalt zu.The outer layers were then placed on both sides of the knitted tubes, as shown in Fig. 2, the fibers of the respective outer surface layer being parallel to the axes of the tubes. The panel assembly and core thus formed was then pressed to a total thickness of 10 mm (set by spacers) between flat graphite plates, with a layer of silicone treated paper on each side preventing the resin from sticking to the plates. A pressure force of 7000 N / m 2 was then applied to each panel by weight loading the panels. The paper tubes allowed the knitted tubes to deform into the shape shown in FIG .
Nach einer Trocknung über Nacht wurde das Harz in der Tafel zur Aushärtung aufgeheizt, wobei ein 10 mm-Abstand zwischen den Graphitplatten aufrechterhalten wurde. Die Temperatur wurde zunächst bei 80°C über 1 h gehalten und dann mit einer Rate von 6°C/h angehoben, mit Haltezeiten von 2 h bei 120°C, 3 h bei 150°C, 3 h bei 175°C und 4 h bei 210°C. Nach dem Aushärten des Harzes wurden die Abstandhalter entfernt und ein leichter Druck von ca. 15 N/m2 durch die ebenen Graphitplatten aufgebracht, um ein Verformen bei der Karbonisierung zu verhindern.After drying overnight, the resin in the panel was heated to cure while maintaining a 10 mm gap between the graphite plates. The temperature was first held at 80 ° C for 1 h and then raised at a rate of 6 ° C / h, with holding times of 2 h at 120 ° C, 3 h at 150 ° C, 3 h at 175 ° C and 4 h at 210 ° C. After the resin had hardened, the spacers were removed and a slight pressure of about 15 N / m 2 was applied through the flat graphite plates in order to prevent deformation during the carbonization.
Das Harz wurde dann durch Aufheizen in Stickstoff karbonisiert. Die Temperatur wurde mit einer Rate von 20°C/h bis auf 750°C und 50°C/h bis auf 1050°C erhöht, und 4 h bei 1050° gehalten. Ein Stickstoffüberdruck mit kontinuierlicher Strömung wurde während des Aufheizens und des nachfolgenden Abkühlens ständig aufrechterhalten.The resin was then heated in nitrogen carbonized. The temperature was measured at a rate of 20 ° C / h up to 750 ° C and 50 ° C / h up to 1050 ° C, and held at 1050 ° for 4 hours. A nitrogen overpressure with continuous flow was during heating and the subsequent cooling continuously maintain.
Nach der Karbonisierung war die Tafel freitragend. Die verkohlten Papierröhrchen und das silikonbehandelte Papier wurden entfernt.After carbonization, the tablet was unsupported. The charred paper tube and the silicone-treated Paper was removed.
Die Tafel wurde dann an den Kanten in einer Vorrichtung eingespannt und einer Abscheidungsbehandlung von 500 h bei hoher Temperatur in einem Vakuumofen unterworfen, der mit Methan von niedrigem Druck versorgt wurde, wobei das Methan dann aufgespalten wurde, um in der Matrix zwischen den Fasern der Tafel durch einen CVD-Vorgang Kohlenstoff abzuscheiden. Die Menge des abgeschiedenen Kohlenstoffes lag in der Größenordnung von 0,4 g/cm2 Tafelfläche (d. h. bezogen auf die Fläche einer Seitenfläche der Tafel).The sheet was then chucked at the edges in an apparatus and subjected to high temperature deposition treatment for 500 hours in a vacuum furnace supplied with low pressure methane, the methane then being broken down to form in the matrix between the fibers of the sheet to deposit carbon by a CVD process. The amount of carbon deposited was on the order of 0.4 g / cm 2 panel area (ie based on the area of one side surface of the panel).
Die erhaltene Tafel besaß die folgenden Bestandteile und Eigenschaften:The panel obtained had the following components and Characteristics:
Gew.-% Gewirkte Kohlenstoffaserröhrchen21 Kohlenstoffaser-Haut12 Verkohlte Harzkohlenstoff-Matrix11 CVD-Kohlenstoffmatrix56% By weight Knitted carbon fiber tubes21 Carbon fiber skin 12 Charred resin carbon matrix11 CVD carbon matrix56
Durchschnittliche spezifische
Wanddichte= 1,18 g/cm3
Durchschnittliches spezifisches
Gesamtgewicht= 0,62 g/cm3
Gesamtstärke= 10 mm
Flächengewicht= 0,62 g/cm2
Stärke jeder Außenschicht= 1 mmAverage specific
Wall density = 1.18 g / cm 3 Average specific
Total weight = 0.62 g / cm 3 total thickness = 10 mm basis weight = 0.62 g / cm 2 thickness of each outer layer = 1 mm
Eine gewirkte oxidierte Akrylfaserstruktur allgemein gleichartig wie bei Ausführungsbeispiel 1 wurde gemäß Ausführungsbeispiel 1 zusammengebaut und karbonisiert. Bei diesem Beispiel wurden die Außenschichten aus einem Achtschicht-Samtfasergewebe (A0021 der Firma Fothergill Engineering Fabrics unter Benutzung von 1000-Filament-Garnen aus Kohlenstoffasern auf Akrylbasis (T300) von Toray) gebildet.A knitted oxidized acrylic fiber structure in general the same as in embodiment 1 was according to Embodiment 1 assembled and carbonized. In this example, the outer layers were made from one Eight-layer velvet fiber fabric (A0021 from Fothergill Engineering fabrics using 1000-filament yarns made from acrylic-based carbon fibers (T300) from Toray).
Jede Außenhaut bestand aus einer Einzelschicht eines harzgetränkten Gewebes und die Hautschichten wurden zu beiden Seiten der gewirkten Röhren so aufgebaut, daß die Fasern mit 0° bzw. 90° zur Röhrenachse ausgerichtet waren.Each outer skin consisted of a single layer of one resin-soaked tissue and the skin layers were too both sides of the knitted tubes so constructed that the Fibers aligned at 0 ° or 90 ° to the tube axis were.
Die Karbonisierungs- und CVD-Vorgänge wurden dann in der gleichen Weise wie in Ausführungsbeispiel 1 ausgeführt.The carbonization and CVD processes were then carried out in the same way as in embodiment 1.
Die fertige Tafel hatte die folgenden Bestandteile und Eigenschaften:The finished panel had the following components and Characteristics:
Gew.-% Gewirkte Kohlenstoffaserröhren37 Kohlenstoffaser-Außenschichten 5 Verkohlte Harz-Kohlenstoffmatrix13 CVD Kohlenstoffmatrix45% By weight Knitted carbon fiber tubes37 Carbon fiber outer layers 5 Charred resin-carbon matrix13 CVD carbon matrix45
Durchschnittliche spezifische
Wanddichte= 1,1 g/cm3
Durchschnittliche spezifische
Gesamtdichte= 0,71 g/cm3
Gesamtstärke= 9 mm
Flächengewicht= 0,64 g/cm2
Stärke jeder Haut= 0,25 mmAverage specific
Wall density = 1.1 g / cm 3 Average specific
Total density = 0.71 g / cm 3 total thickness = 9 mm basis weight = 0.64 g / cm 2 thickness of each skin = 0.25 mm
Eine Anordnung aus integral gewirkten Faserröhrchen auf Grundlage von oxidiertem Akryl und nicht gewebten Faser-Hautschichten wurde wie in Ausführungsbeispiel 1 hergestellt, jedoch wurde in diesem Beispiel die Anordnung in einem einzigen Verfahren karbonisiert, wobei die Verwendung von Harz oder irgendeinem anderen Bindemittel vollständig vermieden wurde. Graphitstäbchen mit 10 mm Durchmesser wurden in die gewirkten Röhren eingesetzt, und die Faser-Hautschichten wurden so aufgelegt, daß die Fasern der Außenflächen zur Röhrenachse parallel verliefen. Die Anordnung wurde während der Karbonisierung zwischen zwei ebenen Graphitplatten unter einer konstanten Druckkraft von ca. 7000 N/m2 gehalten. Der Karbonisierungszyklus war gleichartig wie der für die Haut- und Kernfasern in Ausführungsbeispiel 1. Die konstant anliegende Druckkraft ließ zusammen mit der Tendenz der Fasern, während des Karbonisierens zu schrumpfen und zu kräuseln, die Hautschichten und die Röhrchen-Kerne miteinander "verhaken".An array of integrally knitted fiber tubes based on oxidized acrylic and non-woven fiber skin layers was made as in Example 1, but in this example the array was carbonized in a single process, completely avoiding the use of resin or any other binder. 10 mm diameter graphite rods were inserted into the knitted tubes and the fiber skin layers were placed so that the fibers of the outer surfaces were parallel to the tube axis. The arrangement was held between two flat graphite plates during the carbonization under a constant compressive force of approx. 7000 N / m 2 . The carbonization cycle was similar to that for the skin and core fibers in embodiment 1. The constant pressure force, together with the tendency of the fibers to shrink and ripple during carbonization, "caught" the skin layers and the tube cores.
Nach dem Karbonisieren wurden die 10 mm-Stäbe und die ebenen Platten sorgfältig abgenommen. Die erhaltene Fasertafel behielt die durch die Platten und die Stäbe erzielte Form (siehe Fig. 2) bei, sie war freitragend und es konnte mit ihr leicht umgegangen werden. Sie wurde dann an ihren Kanten in einer Graphitvorrichtung so abgestützt, daß Gas an ihr vorbei und durch die Hohlröhren des Kerns während eines darauffolgenden CVD-Infiltrationsvorganges, wie er bei Beispiel 1 beschrieben ist, strömen konnte. Die bei dem CVD-Vorgang abgeschiedene Kohlenstoffmenge betrug ca. 0,6 g/cm2.After carbonization, the 10 mm rods and the flat plates were carefully removed. The fiberboard obtained retained the shape achieved by the plates and the rods (see FIG. 2), it was self-supporting and could be handled easily. It was then supported at its edges in a graphite device so that gas could flow past it and through the hollow tubes of the core during a subsequent CVD infiltration process as described in Example 1. The amount of carbon deposited in the CVD process was approximately 0.6 g / cm 2 .
Die fertige Tafel hatte die folgenden Bestandteile und Eigenschaften:The finished panel had the following components and Characteristics:
Gew.-% Gewirkte Kohlenstoffaserröhren18 Kohlenstoffaser-Hautschichten10 CVD-Kohlenstoffmatrix72% By weight Knitted carbon fiber tubes18 Carbon fiber skin layers 10 CVD carbon matrix72
Durchschnittliche spezifische
Wanddichte= 1,4 g/cm3
Durchschnittliche spezifische
Gesamtdichte= 0,72 g/cm3
Gesamtstärke= 11,5 mm
Flächengewicht= 0,83 g/cm2
Stärke jeder Haut= 1 mmAverage specific
Wall density = 1.4 g / cm 3 Average specific
Total density = 0.72 g / cm 3 total thickness = 11.5 mm basis weight = 0.83 g / cm 2 thickness of each skin = 1 mm
Eine Tafel wurde in identischer Weise, wie in Ausführungsbeispiel 3 beschrieben, hergestellt, jedoch wurden nichtkreisförmige Graphitstäbe zum Abstützen der Röhren bei dem anfänglichen Karbonisierungsvorgang benutzt, so daß sich nach der Karbonisierung ein Aufbau mit nichtkreisförmigem Querschnitt gemäß Fig. 5 ergab, und dieser wurde dann dem in Ausführungsbeispiel 3 beschriebenen CVD-Vorgang unterworfen.A panel was made in the same manner as described in Embodiment 3, but non-circular graphite rods were used to support the tubes in the initial carbonization process, so that after carbonization, a non-circular cross-section as shown in Fig. 5 resulted, and this became subjected to the CVD process described in embodiment 3.
Die Benutzung von starren Graphitformstäben zur Innenabstützung bei dem Verfahren nach Ausführungsbeispiel 4 ergab eine größere Berührungsfläche zwischen dem Kern aus gewirkten Röhren und den Hautschichten, so daß eine verbesserte Verbindung zwischen dem Kern und den Hautschichten durch den Anfangs-Karbonisierungsvorgang geschaffen wurde.The use of rigid graphite shaped bars for Internal support in the process after Embodiment 4 resulted in a larger one Interface between the core of knitted tubes and the skin layers, so that an improved Connection between the core and the skin layers through the initial carbonization process was created.
Die fertige Tafel hatte die folgenden Bestandteile und Eigenschaften:The finished panel had the following components and Characteristics:
Gew.-% Gewirkte Kohlenstoffaserröhren15 Kohlenstoffaser-Hautschichten15 CVD-Kohlenstoffmatrix70% By weight Knitted carbon fiber tubes15 Carbon fiber skin layers15 CVD carbon matrix70
Durchschnittliche spezifische
Wanddichte= 1,4 g/cm3
Durchschnittliche spezifische
Gesamtdichte= 0,51 g/cm3
Gesamtstärke= 12 mm
Flächengewicht= 0,55 g/cm2
Stärke jeder Haut= 1 mmAverage specific
Wall density = 1.4 g / cm 3 Average specific
Total density = 0.51 g / cm 3 total thickness = 12 mm basis weight = 0.55 g / cm 2 thickness of each skin = 1 mm
Gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen hergestellte Tafeln besaßen den Vorteil geringen spezifischen Gewichtes und hoher Steifigkeit. Eine Haupteigenschaft besteht darin, daß sich durch den Kern erstreckende Räume vorgesehen sind, die das Durchleiten von Gasen bei einer chemischen Dampfabscheidung (CVD) oder das Entweichen von Gasen bei einer Harzverkohlung zur Verdichtung zulassen. Die Tafel kann einfach mit Verwendung geeigneter Vorrichtungen beim Karbonisieren und Verdichten in erforderlichen gekrümmten Gestalten gebildet werden.According to the exemplary embodiments described Manufactured boards had the advantage of being small specific weight and high rigidity. A Main characteristic is that by the core extending spaces are provided that the passage of gases in chemical vapor deposition (CVD) or the escape of gases during resin charring allow for compression. The blackboard can easily be used Use of suitable devices for carbonization and compacting in required curved shapes be formed.
Bestimmte Arten erfindungsgemäßer Tafeln, insbesondere Tafeln aus ungraphitisierten Kohlenstoff/Kohlenstoff-Ver bundstoffen können auch zur Verwendung bei sehr tiefen Temperaturen geeignet sein, da sie mechanische Festigkeit mit niedriger thermischer Leitfähigkeit senkrecht zur Tafel (durch die Hohlräume im Kernaufbau) verbinden.Certain types of panels according to the invention, in particular Non-graphitized carbon / carbon plates Bundles can also be used at very deep Temperatures may be suitable as they are mechanical Strength with low thermal conductivity perpendicular to the board (through the cavities in the core structure) connect.
Obwohl in den beschriebenen Ausführungsbeispielen zwei durch einen Kernaufbau getrennte Wandflächenelemente eingesetzt wurden, kann der Kern auch ein oder mehrere Verstärkungselement(e) enthalten, z. B. kann ein Mehrschichtaufbau mindestens zwei aneinandergesetzte Hohlkernstrukturen mit einer dazwischenliegenden Hautschicht enthalten.Although two in the described embodiments wall panels separated by a core structure the core can also be one or more Reinforcing element (s) included, e.g. B. can be a Multi-layer construction at least two stacked Hollow core structures with an intermediate one Skin layer included.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB868627819A GB8627819D0 (en) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | Panels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3739250A1 true DE3739250A1 (en) | 1988-05-26 |
Family
ID=10607683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873739250 Withdrawn DE3739250A1 (en) | 1986-11-20 | 1987-11-19 | BLACKBOARD |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0710578B2 (en) |
DE (1) | DE3739250A1 (en) |
FR (1) | FR2607069B1 (en) |
GB (2) | GB8627819D0 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3933039A1 (en) * | 1989-10-04 | 1991-04-18 | Sintec Keramik Gmbh | Inhibiting oxidn. of carbon fibre reinforced carbon moulding - by chemical vapour infiltration or deposition of pyrolytic carbon and opt. silicon carbide |
DE4030529A1 (en) * | 1990-09-27 | 1992-04-02 | Dornier Gmbh | METHOD FOR PRODUCING SANDWICH STRUCTURES FROM FIBER REINFORCED CERAMICS |
DE102005063518B4 (en) * | 2005-10-26 | 2012-07-12 | Vincenzo Tilelli | Layer composition, has central layer which comprises oblong shaped gutter element whereby gutter element has arch-shaped at cross section in transverse direction and arc end point of base point is designed on first surrounding layer |
WO2017012756A1 (en) * | 2015-07-22 | 2017-01-26 | Fibro Läpple Technology GmbH | High-speed gantry system having a linear drive |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5116689A (en) * | 1988-11-07 | 1992-05-26 | Rohr Industries, Inc. | Apparatus and method for selectively increasing density and thermal conductivity of honeycomb structures |
JPH03215361A (en) * | 1990-01-19 | 1991-09-20 | Kanto Yakin Kogyo Kk | Production of structural material by carbon fiber reinforced carbon |
DE9004148U1 (en) * | 1990-04-10 | 1990-06-21 | Basf Ag, 67063 Ludwigshafen | Bending-resistant component |
CA2082819C (en) * | 1990-05-18 | 2001-10-02 | Bp Chemicals (Hitco) Inc. | Materials for chemical vapor deposition processes |
US5424113A (en) * | 1993-06-23 | 1995-06-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Lattice core sandwich construction |
US6068925A (en) * | 1995-02-27 | 2000-05-30 | Sgl Carbon Composites | Corrosion resistant composites useful in chemical reactors |
US5683281A (en) * | 1995-02-27 | 1997-11-04 | Hitco Technologies, Inc | High purity composite useful as furnace components |
US5858486A (en) * | 1995-02-27 | 1999-01-12 | Sgl Carbon Composites, Inc. | High purity carbon/carbon composite useful as a crucible susceptor |
US5989504A (en) * | 1995-02-27 | 1999-11-23 | Sgl Carbon Composites | Chemical process employing corrosion resistant composites |
GB9600450D0 (en) * | 1996-01-10 | 1996-03-13 | Fra Mo Snc | Sheet material |
FR2746388B1 (en) * | 1996-03-19 | 1998-06-05 | Aerospatiale | METHOD FOR MANUFACTURING A HONEYCOMB-TYPE PANEL IN CARBON/CARBON OR CARBON/CERAMIC COMPOSITE AND STRUCTURES MADE FROM SUCH A PANEL |
GB9709998D0 (en) * | 1997-05-19 | 1997-07-09 | Secr Defence | Composite structure |
BE1013181A5 (en) * | 1999-12-17 | 2001-10-02 | Sonaca Sa | Joint compound for assembly of at least one body outside on a sandwich panel and panel incorporating at least one such connection. |
SE525021C2 (en) * | 2003-03-18 | 2004-11-09 | Bo Renberg | Moldable laminate with arbitrary circumference especially useful as a support joint |
GB0510540D0 (en) * | 2005-05-24 | 2005-06-29 | Rolls Royce Plc | Containment casing |
CN112125679A (en) * | 2020-09-17 | 2020-12-25 | 中航复合材料有限责任公司 | Method for preparing omega-shaped stringer based on precursor impregnation cracking process |
CN112125673B (en) * | 2020-09-17 | 2022-08-09 | 中航复合材料有限责任公司 | Method for preparing right-angle stringer based on precursor impregnation cracking process |
CN113085216A (en) * | 2021-03-24 | 2021-07-09 | 哈尔滨工程大学 | Fiber tube periodic positive and negative Poisson's ratio sandwich structure and preparation method thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE431513B (en) * | 1976-10-20 | 1984-02-13 | Toyo Boseki | WAVE PAPER MULTI-LAYER |
GB1549687A (en) * | 1977-07-06 | 1979-08-08 | Dunlop Ltd | Production of carbon fibre reinforced carbon composite materials |
DE3327659C2 (en) * | 1983-07-30 | 1987-01-02 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Process for producing a composite body |
-
1986
- 1986-11-20 GB GB868627819A patent/GB8627819D0/en active Pending
-
1987
- 1987-11-06 GB GB8726111A patent/GB2197618B/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-19 DE DE19873739250 patent/DE3739250A1/en not_active Withdrawn
- 1987-11-19 FR FR878715988A patent/FR2607069B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-20 JP JP62293861A patent/JPH0710578B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3933039A1 (en) * | 1989-10-04 | 1991-04-18 | Sintec Keramik Gmbh | Inhibiting oxidn. of carbon fibre reinforced carbon moulding - by chemical vapour infiltration or deposition of pyrolytic carbon and opt. silicon carbide |
DE4030529A1 (en) * | 1990-09-27 | 1992-04-02 | Dornier Gmbh | METHOD FOR PRODUCING SANDWICH STRUCTURES FROM FIBER REINFORCED CERAMICS |
US5632834A (en) * | 1990-09-27 | 1997-05-27 | Dornier Gmbh | Process for producing sandwich structures from fiber-reinforced ceramics |
DE102005063518B4 (en) * | 2005-10-26 | 2012-07-12 | Vincenzo Tilelli | Layer composition, has central layer which comprises oblong shaped gutter element whereby gutter element has arch-shaped at cross section in transverse direction and arc end point of base point is designed on first surrounding layer |
WO2017012756A1 (en) * | 2015-07-22 | 2017-01-26 | Fibro Läpple Technology GmbH | High-speed gantry system having a linear drive |
US20180207792A1 (en) * | 2015-07-22 | 2018-07-26 | Fibro Lapple Technology GmbH | High-speed gantry system having a linear drive |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB8627819D0 (en) | 1986-12-17 |
JPS63191628A (en) | 1988-08-09 |
GB8726111D0 (en) | 1987-12-09 |
FR2607069B1 (en) | 1991-01-18 |
FR2607069A1 (en) | 1988-05-27 |
JPH0710578B2 (en) | 1995-02-08 |
GB2197618B (en) | 1990-07-11 |
GB2197618A (en) | 1988-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3739250A1 (en) | BLACKBOARD | |
DE3327659C2 (en) | Process for producing a composite body | |
DE69406815T2 (en) | Method for producing a composite material body, in particular a sandwich panel, from several composite preforms | |
DE102004009264B4 (en) | Preparation of a preform by reinforcing a fibrous structure and / or joining fibrous structures together and use in the manufacture of composite parts | |
DE69317939T2 (en) | High temperature resistant composite material with honeycomb structure and process for its production | |
US5547737A (en) | Light-weight, high-strength, stiff panels | |
DE60205733T2 (en) | RINGERED BODY FOR BRAKES OF CARBON FIBER AND MANUFACTURING PROCESS | |
EP1852252B1 (en) | High-temperature resistant composite material | |
DE102004009262B4 (en) | Method for producing a multiply perforated part made of a composite material with ceramic matrix | |
DE3827126A1 (en) | HOLLOW COMPOSITE BODY WITH A SYMMETRY AXIS, AND PRODUCTION METHOD FOR THIS | |
WO2011042246A1 (en) | Composite material comprising soft carbon fiber felt and hard carbon fiber felt | |
DE2853397B2 (en) | ||
DE2724131C2 (en) | Plate-shaped carbon body and method for its manufacture | |
DE2333473B2 (en) | Process for making a carbon fiber sheet | |
WO2004111562A2 (en) | Support for structural components and method for producing the same | |
DE68916086T2 (en) | Process for the production of carbon / carbon composites. | |
DE69120690T2 (en) | Carbon fiber structure and process for its manufacture | |
DE3131059A1 (en) | Process for the preparation of carbon fibre-reinforced carbon composite materials | |
EP1505310B1 (en) | Method of making a carbon fiber based woven friction material for wet friction elements , and material made according to this method | |
DE4104447A1 (en) | CORROSION AND HEAT RESISTANT ORDERED PACK FOR FABRIC AND HEAT EXCHANGE PROCESSES | |
EP1515835A1 (en) | Honeycomb-shaped carbon element | |
DE69108279T2 (en) | Process for solidifying preforms for the production of heat-resistant composite parts, in particular parts in the form of sails or plates. | |
EP3463871B1 (en) | Method to make a substrate and substrate | |
EP3050862B1 (en) | Method for producing a carbide ceramic component with sandwich structure and carbide ceramic component with sandwich structure | |
EP0231787B1 (en) | Method of manufacturing an impervious carbon or graphite article |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |