ES2724527T3

ES2724527T3 - Laminados híbridos de material compuesto de molibdeno y métodos

Info

Publication number: ES2724527T3
Application number: ES12735384T
Authority: ES
Inventors: Marc R Matsen; Mark A Negley; Marc J Piehl; Kay Y Blohowiak; Alan E Landmann; Richard H Bossi; Robert L Carlsen; Gregory Alan Foltz; Geoffrey A Butler; Liam S Cavanaugh Pingree; Stephen G Moore; John Mark Gardner; Robert A Anderson
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2019-09-11
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: JP2014525857A; EP2739466A1; CN103842168A; BR112014002438B1; CA2841071A1; CN103842168B; US20150306859A1; JP6120846B2; US20130034705A1; WO2013019343A1; US9090043B2; BR112014002438A2; CA2841071C; EP2739466B1; US9862175B2

Abstract

Un laminado (100) híbrido de material compuesto de molibdeno que comprende: una pluralidad de capas (106) de material compuesto; una pluralidad de capas (122) de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas entre las capas de material compuesto, en donde la capa de hoja de molibdeno se trata en la superficie a través de uno o más tratamientos de superficie seleccionados del grupo que comprende el tratamiento de la superficie sol gel, pintura sol gel a base de agua, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, limpieza química, ablación por láser y grabado químico; y una pluralidad de capas (134) adhesivas dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas de material compuesto y las capas de hoja de molibdeno; y en donde dos o más de las capas (106) de material compuesto tienen cada una una porción (144) recortada de hoja (123) de molibdeno tratada en la superficie, y las porciones (144) recortadas tienen bordes (148) interiores que están escalonados para evitar un recubrimiento de dos o más bordes (148) interiores.

Description

DESCRIPCIÓN

Laminados híbridos de material compuesto de molibdeno y métodos

Antecedentes

1) Campo de la divulgación

La divulgación se refiere en general a materiales y métodos compuestos, y más particularmente, a laminados compuestos híbridos y métodos para su uso en estructuras de material compuesto, tales como aeronaves, vehículos espaciales y otros vehículos.

2) Descripción de la técnica relacionada

Las estructuras de material compuesto y las partes componentes se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, incluso en la fabricación de aeronaves, vehículos espaciales, aeronaves de rotor, embarcaciones, automóviles, camiones y otros vehículos. En particular, en la construcción de aeronaves, las estructuras de material compuesto y las partes componentes se utilizan en cantidades crecientes para formar el fuselaje, las alas, la sección de la cola, los paneles de revestimiento y otras partes componentes de la aeronave.

Existen métodos conocidos para fabricar laminados híbridos que combinan materiales compuestos poliméricos, como grafito, boro, o una mezcla de grafito y compuesto de boro, y materiales de lámina metálica, como titanio. El material de la lámina metálica se puede agregar entre capas tendidas de cinta unidireccional compuesta polimérica. Por ejemplo, la patente de EE.UU. No. 5,866,272 de Westre et al., es una de varias patentes que enseñan la colocación de lámina de titanio entre capas de cinta unidireccional compuesta polimérica.

Sin embargo, los materiales laminados compuestos e híbridos conocidos solo pueden aprovechar las fibras de refuerzo que se encuentran en la vía de carga y no aprovechan la resistencia de las fibras fuera del eje. Además, los materiales laminados compuestos e híbridos conocidos pueden no ser eficaces para proporcionar una vía de disipación de corriente en la estructura de material compuesto, por ejemplo, para una protección eficaz contra rayos. Además, los materiales laminados compuestos e híbridos conocidos pueden no proporcionar una resistencia efectiva al impacto de fuentes de alto impacto, tales como golpes de granizo o pájaros, sin tener que cambiar la estructura mediante punto de cruz o aumentar el grosor de la estructura de material compuesto, para nombrar algunos métodos. Además, los materiales laminados compuestos e híbridos conocidos pueden no proporcionar una resistencia efectiva contra el impacto térmico proveniente de fuentes de impacto térmico de alta energía, tales como láseres y rayos X. Además, los materiales laminados compuestos e híbridos conocidos pueden no proporcionar la capacidad de combinar sistemas estructurales y eléctricos separados en un solo sistema en una aeronave.

El documento GB 841,217 muestra un método para unir un metal y una lámina que consiste total o parcialmente en P.T.F.E. que comprende revestir la superficie metálica a ser unida con un tratamiento térmico P.T.F.E. el metal revestido a una temperatura superior a la temperatura de transición de P.T.F.E. para unir químicamente el recubrimiento al metal, formando una pila del metal recubierto y la lámina P.T.F.E, con la superficie recubierta del metal adyacente a la lámina, y uniendo el metal revestido a la lámina aplicando presión y elevando la temperatura de la pila a una temperatura superior a la temperatura de transición del P.T.F.E.

El documento US 6,824,880 B1 muestra un proceso para mejorar la adhesión de una lámina resistiva a materiales de laminación, que incluye: proporcionar una lámina de cobre; depositar al menos una capa de metal resistiva en al menos un lado de la hoja de cobre; y aplicar al menos una capa de al menos un material que promueve la adhesión y se adhiere a la capa de metal resistiva, siendo adecuado el material que promueve la adhesión para mejorar la adhesión entre la capa de metal resistiva y los materiales de laminación. La capa de metal resistivo puede incluir NiCr, NiCrAISi, aluminio, níquel, zinc, titanio, vanadio, cromo, manganeso, hierro, tantalio, molibdeno, rutenio y aleaciones, óxidos, nitruros y siliciuros de los mismos.

El documento JP 2006082370 A muestra un laminado que corresponde a la instalación de un elemento de potencia y es adecuado para una tarjeta de cableado que necesita propiedades de liberación de calor. Ambos lados de una capa de resina aislante están integrados con hojas de aleación de cobre-molibdeno o láminas de aleación de cobremolibdeno. La conductividad térmica de la capa de resina aislante es de al menos 4 W/m K. El grosor total de la hoja de aleación de cobre-molibdeno o las láminas de aleación de cobre-molibdeno integradas con ambos lados de la capa de resina aislante es de al menos 800 pm. El espesor de la capa de resina aislante es preferiblemente de 300 pm o inferior. La capa de resina aislante contiene una carga inorgánica y es una composición de resina epoxi curada incorporada con un monómero de resina epoxi de la estructura molecular indicada por la fórmula.

El documento JP 2008230096 A muestra una película laminada con una capa metálica que muestra una alta fuerza de adhesión y es capaz de retener la adhesión incluso a una temperatura elevada. La película laminada con la capa metálica tiene una capa 7 de resina resistente al calor sobre una hoja 3 metálica que tiene una capa 1 metálica principal y una capa 2 metálica antioxidante de 10 nm o más gruesa, en donde una densidad cristalina de la superficie límite del metal principal no es más de 1.000 piezas/mm en la sección transversal de la superficie límite de la capa metálica principal/capa metálica antioxidante. La capa metálica antioxidante está compuesta por uno o más seleccionados de zinc, molibdeno y similares, y la capa de resina resistente al calor contiene una resina de base poliimida.

Además, los diseños compuestos livianos, como los haces de quilla en aeronaves, pueden requerir conductores parásitos estructuralmente adicionales para dispersar efectivamente la corriente de un rayo. Dichos conductores adicionales pueden agregar peso a la aeronave, y pueden resultar en un aumento de los costos de combustible y los costos generales. Es posible que los materiales laminados compuestos e híbridos conocidos no proporcionen la viga de quilla compuesto ligero y de alto rendimiento deseado que pueda ser eficaz para conducir la corriente y actuar como una ruta de retorno de la corriente del rayo.

Además, cuando se necesitan penetraciones en el sistema, vías de acceso y otras áreas que no soportan carga en paneles o estructuras de material compuesto o híbridas compuestas, puede ser necesario rellenar la disposición para facilitar la transmisión de carga alrededor de estas áreas. Se pueden utilizar materiales laminados compuestos e híbridos conocidos para proporcionar un espesor adicional que puede resultar en un costo adicional, volumen y peso de la parte para la estructura de material compuesto.

Además, la uniformidad térmica y de temperatura y la capacidad de controlar la energía térmica excesiva debido al curado de la cinética de las resinas son problemas importantes de fabricación al curar materiales compuestos termoendurecibles. El control térmico y de temperatura del ciclo de curado puede impedir el uso de algunas configuraciones compuestas.

Además, las áreas de reparación de estructuras de material compuesto pueden necesitar un aumento significativo en el grosor de la estructura de material compuesto para restaurar la estructura de material compuesto al menos a su resistencia original. Esto puede causar una resistencia aerodinámica adicional y también puede afectar el aspecto de la estructura de material compuesto.

Además, durante la fabricación de partes compuestas, las capas de una parte compuesta no curada que tiene una sección transversal uniforme pueden arrugarse en una o más áreas donde una parte compuesta curada o precurada que tiene una sección transversal no uniforme se une a la parte compuesta no curada. Tal arrugamiento de las capas puede deberse a diferencias en la presión entre la parte compuesta curada o precurada y la parte compuesta sin curar en las áreas unidas. Tal arrugamiento de las capas puede dar como resultado la distorsión de la fibra del material compuesto en la parte de material compuesto sin curar.

Finalmente, la determinación del inicio y la propagación de fallas en estructuras de material compuesto es importante para predecir la vida útil y el mantenimiento de la estructura de material compuesto. Las estructuras laminadas compuestas e híbridas conocidas generalmente se reemplazan o reparan a ciertos intervalos. Dichos intervalos son conservadores por su naturaleza, lo que puede llevar a una acumulación adicional, potencialmente innecesaria, de costos.

Por consiguiente, existe una necesidad en la técnica de laminados compuestos híbridos y métodos que proporcionen ventajas sobre materiales compuestos conocidos y laminados compuestos híbridos conocidos y métodos.

Resumen

Se satisface esta necesidad de laminados compuestos y métodos híbridos. Como se analiza en la siguiente descripción detallada, las realizaciones de los laminados híbridos de materiales compuestos de molibdeno y los métodos pueden proporcionar ventajas significativas sobre los materiales, métodos y sistemas de laminados existentes. De acuerdo con esto, se proporciona un laminado de acuerdo con la reivindicación 1 y un método de acuerdo con la reivindicación 4.

En un ejemplo de la divulgación, se proporciona un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno. El laminado comprende una pluralidad de capas de material compuesto. El laminado comprende además una pluralidad de capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas entre las capas de material compuesto. El laminado comprende además una pluralidad de capas adhesivas dispuestas entre y que unen capas adyacentes de las capas de material compuesto y las capas de hoja de molibdeno.

En otro ejemplo de la divulgación, se proporciona una superposición de laminados de molibdeno. La superposición de laminado de molibdeno comprende una pluralidad de capas de material compuesto. La superposición de laminado de molibdeno comprende además una pluralidad de hojas de molibdeno que contienen capas entrelazadas entre las capas de material compuesto. Cada capa que contiene hoja de molibdeno comprende una capa de material compuesto que tiene una parte recortada de una hoja de molibdeno tratada en la superficie. La superposición de laminado de molibdeno comprende además una pluralidad de capas adhesivas dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas de material compuesto y las capas que contienen hoja de molibdeno.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un método para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno. El método comprende tratar una superficie de cada una de una pluralidad de capas de hoja de molibdeno. El método comprende además entretejer las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas de material compuesto. El método comprende además unir con una capa adhesiva cada una de las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas de material compuesto adyacentes para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene una resistencia al rendimiento mejorada.

En otro ejemplo de la divulgación, se proporciona un sistema para monitorizar la salud estructural de una estructura de material compuesto. El sistema comprende una estructura de material compuesto que comprende uno o más laminados híbridos de materiales compuestos de molibdeno. Cada laminado comprende una pluralidad de capas de material compuesto. El laminado comprende además una pluralidad de capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas entre las capas de material compuesto. El laminado comprende además una pluralidad de capas adhesivas dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas de material compuesto y las capas de hoja de molibdeno. El sistema comprende además uno o más dispositivos sensores eléctricos acoplados a uno o más laminados. Los dispositivos sensores conducen la corriente eléctrica a través de las capas de hoja de molibdeno y monitorizan cualquier cambio en el flujo de la corriente eléctrica a través de las capas de hoja de molibdeno para obtener datos de salud estructurales de la estructura de material compuesto a través de una o más señales de uno o más dispositivos sensores eléctricos.

En otro ejemplo de la divulgación, se proporciona un método para controlar la salud estructural de una estructura de material compuesto usando capas de hoja de molibdeno. El método comprende tratar una superficie de cada una de una pluralidad de capas de hoja de molibdeno. El método comprende además entretejer las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas de material compuesto. El método comprende además unir con una capa adhesiva cada una de las capas de hojas de molibdeno tratadas en la superficie a capas de material compuesto adyacentes para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene una resistencia al rendimiento mejorada. El método comprende además acoplar uno o más dispositivos sensores eléctricos a uno o más laminados. El método comprende además conducir una corriente eléctrica a través de las capas de hoja de molibdeno con uno o más dispositivos sensores eléctricos. El método comprende además monitorizar cualquier cambio en el flujo de la corriente eléctrica a través de las capas de hoja de molibdeno con uno o más dispositivos sensores eléctricos. El método comprende además obtener datos de salud estructural de la estructura de material compuesto a través de una o más señales de uno o más dispositivos sensores eléctricos.

En otro ejemplo, se proporciona un método para fabricar un bus eléctrico en una estructura de aeronave usando capas de hoja de molibdeno. El método comprende tratar una superficie de cada una de una pluralidad de capas de hoja de molibdeno. El método comprende además entrelazar las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas de material compuesto, las capas de hoja de molibdeno que actúan como un bus eléctrico. El método comprende además unir con una capa adhesiva cada una de las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas de material compuesto adyacentes para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene una resistencia al rendimiento mejorada. El método comprende además fabricar el bus eléctrico del laminado híbrido de material compuesto de molibdeno en una estructura de aeronave.

En otro ejemplo, se proporciona un método para fabricar en una estructura de aeronave una viga de quilla compuesto de aeronave para dispersar la corriente eléctrica de un rayo, el método utiliza capas de hoja de molibdeno. El método comprende tratar una superficie de cada una de una pluralidad de capas de hoja de molibdeno. El método comprende además entrelazar las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas de material compuesto, siendo las capas de hoja de molibdeno una viga de quilla de material compuesto de aeronave y una vía de retorno de corriente que dispersa la corriente eléctrica de un rayo hasta una estructura de aeronave. El método comprende además unir con una capa adhesiva cada una de las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas de material compuesto adyacentes para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene una resistencia al rendimiento mejorada. El método comprende además el uso del laminado híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura de la aeronave para dispersar la corriente eléctrica desde el rayo a la estructura de la aeronave.

En otro ejemplo, se proporciona un método para mejorar la atenuación de los rayos de una estructura de material compuesto utilizando capas de hoja de molibdeno. El método comprende tratar una superficie de cada una de una pluralidad de capas de hoja de molibdeno. El método comprende además entrelazar las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas de material compuesto, siendo las capas de hoja de molibdeno vías de disipación de energía eléctrica que mejoran la atenuación del rayo de una estructura de material compuesto. El método comprende además unir con una capa adhesiva cada una de las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas de material compuesto adyacentes para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene una resistencia al rendimiento mejorada. El método comprende además el uso del laminado híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura de material compuesto para mejorar la atenuación de los rayos de la estructura de material compuesto.

En otro ejemplo, se proporciona un método para mejorar la resistencia al impacto térmico de una estructura de material compuesto usando capas de hoja de molibdeno. El método comprende tratar una superficie de cada una de una pluralidad de capas de hoja de molibdeno. El método comprende además entrelazar las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas de material compuesto, las capas de hoja de molibdeno son barreras de penetración térmica y vías de disipación de energía térmica que mejoran la resistencia al impacto térmico de una estructura de material compuesto. El método comprende además unir con una capa adhesiva cada una de las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas de material compuesto adyacentes para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene una resistencia al rendimiento mejorada. El método comprende además el uso del laminado híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura de material compuesto para mejorar la resistencia al choque térmico de la estructura de material compuesto.

En otra realización, se proporciona un método para mejorar un ciclo de curado de una estructura de material compuesto utilizando capas de hoja de molibdeno. El método comprende tratar una superficie de cada una de una pluralidad de capas de hoja de molibdeno. El método comprende además entrelazar las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas de material compuesto, siendo las capas de hoja de molibdeno controladores térmicos y de temperatura que mejoran el ciclo de curado de una estructura de material compuesto. El método comprende además unir con una capa adhesiva cada una de las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas de material compuesto adyacentes para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene una resistencia al rendimiento mejorada. El método comprende además el uso del laminado híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura de material compuesto para mejorar el ciclo de curado de la estructura de material compuesto.

En otro ejemplo, se proporciona un método para mejorar la durabilidad al impacto de una estructura de material compuesto usando capas de hoja de molibdeno. El método comprende tratar una superficie de cada una de una pluralidad de capas de hoja de molibdeno. El método comprende además entrelazar las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas de material compuesto, siendo las capas de hoja de molibdeno vías de disipación de carga que mejoran la durabilidad al impacto de una estructura de material compuesto. El método comprende además unir con una capa adhesiva cada una de las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas de material compuesto adyacentes para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene una resistencia al rendimiento mejorada. El método comprende además el uso del laminado híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura de material compuesto para mejorar la durabilidad al impacto de la estructura de material compuesto.

En otro ejemplo, se proporciona un método para dirigir la carga alrededor de áreas sin carga en una estructura de material compuesto utilizando capas de hoja de molibdeno. El método comprende tratar una superficie de cada una de una pluralidad de capas de hoja de molibdeno. El método comprende además entrelazar las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas de material compuesto, siendo las capas de hoja de molibdeno vías de dirección de carga que dirigen la carga alrededor de áreas sin carga en una estructura de material compuesto. El método comprende además unir con una capa adhesiva cada una de las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas de material compuesto adyacentes para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene una resistencia al rendimiento mejorada. El método comprende además el uso del laminado híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura de material compuesto para dirigir la carga alrededor de las áreas que no soportan carga en la estructura de material compuesto.

En otro ejemplo, se proporciona un método para reforzar y extraer la carga de un área de reparación en una estructura de material compuesto utilizando capas de hoja de molibdeno. El método comprende tratar una superficie de cada una de una pluralidad de capas de hoja de molibdeno. El método comprende además entrelazar las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas de material compuesto, las capas de hoja de molibdeno son elementos de refuerzo y las vías de arrastre de carga se refuerzan y alejan la carga de un área de reparación en una estructura de material compuesto. El método comprende además unir con una capa adhesiva cada una de las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas de material compuesto adyacentes para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene una resistencia al rendimiento mejorada. El método comprende además el uso del laminado híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura de material compuesto para reforzar y alejar la carga del área de reparación en la estructura de material compuesto.

En otro ejemplo, se proporciona un método para mitigar la distorsión de la fibra en una estructura de material compuesto utilizando capas de hoja de molibdeno. El método comprende tratar una superficie de cada una de una pluralidad de capas de hoja de molibdeno. El método comprende además entrelazar las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas de material compuesto, siendo las capas de hoja de molibdeno estabilizadores de fibra que mitigan la distorsión de la fibra en una estructura de material compuesto. El método comprende además unir con una capa adhesiva cada una de las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas de material compuesto adyacentes para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene una resistencia al rendimiento mejorada. El método comprende además el uso del laminado híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura de material compuesto para mitigar la distorsión de la fibra en la estructura de material compuesto.

Las características, funciones y ventajas que se han discutido se pueden lograr de manera independiente en diversas realizaciones de la divulgación o se pueden combinar en otras realizaciones adicionales, cuyos detalles se pueden véase con referencia a la siguiente descripción y dibujos.

Breve descripción de los dibujos

La divulgación se puede entender mejor con referencia a la siguiente descripción detallada tomada en conjunto con los dibujos adjuntos que ilustran realizaciones preferidas y de ejemplo, pero que no están necesariamente dibujadas a escala, en donde:

La figura 1 es una ilustración de una vista en perspectiva de una aeronave que puede incorporar una o más realizaciones ventajosas de un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación;

La figura 2 es una ilustración de un diagrama de flujo de una metodología de producción y servicio de aeronaves;

La figura 3 es una ilustración de un diagrama de bloques funcional de una aeronave;

La figura 4 es una ilustración de un diagrama de bloques funcional de una de las realizaciones de un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación;

La Figura 5 es una ilustración de una vista en sección parcial isométrica de una de las realizaciones de una superposición de laminado de molibdeno de la divulgación;

La Figura 6 es una vista lateral en sección transversal de otra de las realizaciones de una superposición de laminado de molibdeno de la divulgación;

La figura 7 es una ilustración de un diagrama esquemático de fibras fuera del eje apalancadas a través de los efectos de Poisson en la capa de hoja de molibdeno tratada en la superficie;

La figura 8 es una ilustración de un diagrama esquemático de una de las realizaciones de un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas de hoja de molibdeno actúan como un bus eléctrico;

La Figura 9 es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas de hoja de molibdeno actúan como vías de disipación de energía eléctrica para mejorar la atenuación de los rayos;

La Figura 10 es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas de hoja de molibdeno actúan como barreras de penetración térmica y vías de disipación de energía térmica para mejorar la resistencia al impacto térmico;

La Figura 11 es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas de hoja de molibdeno actúan como vías de disipación de carga para mejorar la durabilidad del impacto;

La figura 12A es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas de hoja de molibdeno actúan como vías de dirección de carga para áreas sin carga;

La figura 12B es una ilustración de un diagrama esquemático de una sección transversal tomada en las líneas 12B-12B de la figura 12A;

La figura 13 es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas de hoja de molibdeno actúan como controladores térmicos y de temperatura para mejorar un ciclo de curado;

La Figura 14A es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas de hoja de molibdeno actúan como elementos de refuerzo y vías de extracción de carga para un área de reparación de parches;

La figura 14B es una ilustración de un diagrama esquemático de una sección transversal tomada en las líneas 14B-14B de la Figura 14A;

La Figura 14C es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas de hoja de molibdeno actúan como elementos de refuerzo y vías de extracción de carga para un área de reparación del escarpe;

La figura 14D es una ilustración de un diagrama esquemático de una sección transversal tomada en las líneas 14D-14D de la Figura 14C;

La Figura 15 es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas de hoja de molibdeno actúan como una viga de quilla de material compuesto de aeronave y vías de retorno de corriente para dispersar la corriente eléctrica de los rayos.

La figura 16 es una ilustración de un diagrama de bloques funcional de una de las realizaciones de ejemplo de un sistema para monitorizar la salud estructural de una estructura de material compuesto de la divulgación;

La figura 17 es una ilustración de un diagrama esquemático de una estructura de material compuesto que tiene áreas de distorsión de fibra;

La Figura 18 es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas de hoja de molibdeno actúan como estabilizadores de fibra; y,

Las figuras 19 a 29 son diagramas de flujo que ilustran realizaciones de ejemplo de los métodos de la divulgación.

Descripción detallada

Las realizaciones divulgadas se describirán ahora más detalladamente a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran algunas, pero no todas, las realizaciones divulgadas. De hecho, pueden proporcionarse varias realizaciones diferentes y no deben considerarse limitadas a las realizaciones expuestas en el presente documento. Más bien, estas realizaciones se proporcionan para que esta divulgación sea exhaustiva y completa y transmita completamente el alcance de la divulgación a los expertos en la materia.

Ahora refiriéndose a las figuras, la figura 1 es una ilustración de una vista en perspectiva de una estructura 10 de aeronave de ejemplo que puede incorporar una o más realizaciones ventajosas de un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 4) de la divulgación. Como se muestra en la Figura 1, la estructura 10 de la aeronave comprende un fuselaje 12, una nariz 14, una cabina de piloto 16, alas 18 acopladas operativamente al fuselaje 12, una o más unidades 20 de propulsión, un estabilizador 22 vertical de cola, uno o más estabilizadores 24 horizontales de cola, y una o más vigas 26 de quilla. La estructura 10 de la aeronave puede estar hecha de materiales compuestos y/o metálicos que se pueden usar en dichas porciones de la estructura 10 de la aeronave, que incluyen, entre otros, el fuselaje 12, la nariz 14, las alas 18, el estabilizador 22 vertical de la cola, el uno o más estabilizadores 24 horizontales de cola, y los uno o más vigas 26 de quilla. Aunque la aeronave 10 mostrada en la figura 1 es generalmente representativa de una aeronave comercial de pasajeros, el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno, como se divulga en este documento, también puede emplearse en otros tipos de aeronaves. Más específicamente, las enseñanzas de las realizaciones divulgadas pueden aplicarse a otras aeronaves de pasajeros, aeronaves de carga, aeronaves militares, aeronaves de rotor y otros tipos de aeronaves o vehículos aéreos, así como a vehículos aeroespaciales, satélites, vehículos de lanzamiento espacial, cohetes y otros vehículos aeroespaciales. También se puede apreciar que las realizaciones de métodos, sistemas y aparatos de acuerdo con la divulgación se pueden utilizar en otros vehículos, tales como barcos y otras embarcaciones, trenes, automóviles, camiones y autobuses.

La figura 2 es una ilustración de un diagrama de flujo de una producción de aeronaves y una metodología de servicio 30. La figura 3 es una ilustración de un diagrama de bloques funcional de una aeronave 50. Con referencia a las figuras 2-3, las realizaciones de la divulgación se pueden describir en el contexto del método 30 de fabricación y servicio de la aeronave como se muestra en la figura 2 y la aeronave 50 como se muestra en la Figura 3. Durante la preproducción, el método 30 de ejemplo puede incluir la especificación y el diseño 32 de la aeronave 50 y la adquisición 34 de material. Durante la producción, tiene lugar la fabricación 36 de componentes y subensamblajes y la integración 38 del sistema de la aeronave 50. Posteriormente, la aeronave 50 puede pasar por la certificación y entrega 40 para ser puesta en servicio 42. Mientras está en servicio 42 por un cliente, la aeronave 50 está programada para mantenimiento de rutina y servicio 44 (que también puede incluir modificación, reconfiguración, renovación, etc.).

Cada uno de los procesos del método 30 puede ser realizado o llevado a cabo por un integrador de sistemas, un tercero y/o un operador (por ejemplo, un cliente). Para los propósitos de esta descripción, un integrador de sistemas puede incluir, sin limitación, cualquier número de fabricantes de aeronaves y subcontratistas de sistemas principales; un tercero puede incluir, sin limitación, cualquier número de proveedores, subcontratistas y proveedores; y un operador puede ser una aerolínea, una compañía de arrendamiento, una entidad militar, una organización de servicio, etc.

Como se muestra en la figura 3, la aeronave 50 producida por el método 30 de ejemplo puede incluir un fuselaje 52 con una pluralidad de sistemas 54 y un interior 56. El fuselaje 52 puede incorporar una o más realizaciones ventajosas del laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 4) de la divulgación. Los ejemplos de sistemas 54 de alto nivel incluyen uno o más de un sistema 58 de propulsión, un sistema 60 eléctrico, un sistema 62 hidráulico y un sistema 64 ambiental. Se puede incluir cualquier número de otros sistemas. Aunque se muestra un ejemplo aeroespacial, los principios de la invención pueden aplicarse a otras industrias, como la industria automotriz.

Los aparatos y métodos incorporados en este documento pueden emplearse durante una o más de las etapas del método 30 de producción y servicio. Por ejemplo, los componentes o subconjuntos correspondientes al proceso 36 de producción pueden fabricarse o elaborarse de una manera similar a los componentes o subconjuntos producidos mientras la aeronave 50 está en servicio 42. Además, se pueden utilizar una o más realizaciones de aparatos, realizaciones de métodos o una combinación de las mismas durante las etapas de producción 36 y 38, por ejemplo, acelerando sustancialmente el montaje o reduciendo el costo de una aeronave 50. De manera similar, una o más de las realizaciones de aparatos, realizaciones de métodos o una combinación de los mismos pueden utilizarse mientras la aeronave 50 está en servicio 42, por ejemplo y sin limitación, para mantenimiento y servicio 44.

La Figura 4 es una ilustración de un diagrama de bloques funcional de una de las realizaciones del laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación. Como se muestra en la figura 4, se proporciona el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno para mejorar el límite elástico 102 de una estructura 104 de material compuesto. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende una pluralidad de capas 106 de material compuesto. Cada una de las capas 106 de material compuesto comprende un material 108 polimérico reforzado con fibra. El material 108 polimérico reforzado con fibra comprende preferiblemente fibras 110 fuera del eje (véase figura 7) y fibras 152 sustancialmente paralelas (véase figura 7) en una matriz 114 de resina (véase figura 7). Las fibras 110 fuera de eje y las fibras 152 sustancialmente paralelas comprenden preferiblemente fibras 112 de refuerzo de alto módulo dispuestas en la matriz 114 de resina. Las fibras 112 de refuerzo de alto módulo pueden estar hechas de un material que comprende grafito, vidrio, carbono, boro, materiales cerámicos, aramidas, poliolefinas, polietilenos, polímeros, carburo de tungsteno u otros materiales adecuados. La matriz 114 de resina puede estar hecha de material de resina que comprende resinas termoendurecibles tales como epoxis y poliésteres, resinas termoplásticas tales como poliamidas, poliolefinas y fluoropolímeros, resinas poliméricas híbridas con propiedades tanto de resinas termoendurecibles como de resinas termoplásticas, u otros materiales de resina adecuados. Las fibras 110 fuera de eje y las fibras 152 sustancialmente paralelas tienen preferiblemente una resistencia a la tensión 116 de la fibra en un intervalo de aproximadamente 500 KSI (miles de libras por pulgada cuadrada) a aproximadamente 1000 KSI. Las fibras 110 fuera de eje y las fibras 152 sustancialmente paralelas tienen preferiblemente una rigidez 118 de fibra en un intervalo de aproximadamente 32 MSI (millones de libras por pulgada cuadrada) a aproximadamente 100 MSI. Las fibras 110 fuera de eje y las fibras 152 sustancialmente paralelas tienen preferiblemente un alargamiento 120 de fibra en un intervalo de aproximadamente 0.1% a aproximadamente 0.5% o más de la longitud de fibra original. Cada capa 106 de material compuesto tiene preferiblemente un espesor en un intervalo de aproximadamente 1 mil a aproximadamente 20 mils. Más preferiblemente, cada capa 106 de material compuesto tiene un espesor en un intervalo de aproximadamente 4 mils a aproximadamente 8 mils.

El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas entre las capas 106 de material compuesto. Cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tiene una rigidez 124 de molibdeno suficiente para aprovechar la resistencia a la tensión 116 de la fibra y la rigidez 118 de la fibra de las fibras 110 fuera del eje en las capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie. Para los fines de esta divulgación, "efectos de Poisson" significa el efecto dual que tiene una carga de compresión en un objeto, es decir, la compresión hace que el objeto se acorte en la dirección de la carga de compresión y se amplíe lateralmente. Para cada tipo diferente de material, hay una relación específica de tensión en la dirección axial a tensión en la dirección transversal, y esto se conoce como la "relación de Poisson". La rigidez 124 del molibdeno comprende 47 MSI (millones de libras por pulgada cuadrada). La alta rigidez 124 del molibdeno de la capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie permite que la capa 122 laminada de molibdeno tratada en la superficie aproveche la resistencia a la tensión 116 de la fibra y la rigidez 118 de la fibra de las fibras 110 fuera del eje en el material 108 polimérico reforzado con fibra a través de los efectos de Poisson en la capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie y previene que las fibras 110 fuera del eje y las fibras 152 sustancialmente paralelas en el material 108 polimérico reforzado con fibra se comben en compresión.

La figura 7 es una ilustración de un diagrama esquemático de las fibras 110 fuera del eje aprovechadas a través de los efectos de Poisson en la capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie. La figura 7 muestra las fibras 110 fuera de eje que comprenden fibras 112 de refuerzo de alto módulo en la matriz 114 de resina y muestra fibras 152 sustancialmente paralelas en la matriz 114 de resina y en una dirección D de una vía 154 de carga. El diseño del laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno permite el aprovechamiento de la resistencia de ambas fibras 152 sustancialmente paralelas que corren en una dirección D de una vía 154 de carga, y la capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie permite el aprovechamiento de la resistencia a la tensión 116 de la fibra y la rigidez 118 de la fibra de las fibras 110 fuera del eje. Además, la capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie puede estar restringida y puede no actuar de la manera estándar de efecto de Poisson. Además, existe un estado de carga triaxial, es decir, un estado en el que se aplica una tensión significativa en las tres direcciones x, y, y z, existe en la capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie para aumentar el punto de relajamiento real o el límite elástico de la capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie dependiendo de la resistencia de la unión de la capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie. El aumento del punto de relajamiento real o de límite elástico permite que se aplique un enlace z adicional a la hoja de molibdeno mediante la unión.

Como se muestra en la Figura 4, cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tiene además una resistencia 126 de molibdeno. Preferiblemente, la resistencia 126 de molibdeno está en un rango de aproximadamente 125 KSI (miles de libras por pulgada cuadrada) a aproximadamente 160 KSI. Como se muestra en la figura 4, cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tiene además una conductividad 128 eléctrica de molibdeno. Preferiblemente, la conductividad 128 eléctrica del molibdeno es aproximadamente 17.9 x 1061/Ohm-m (Ohm-metro). Como se muestra en la figura 4, cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tiene además una conductividad 130 térmica de molibdeno. Preferiblemente, la conductividad 130 térmica del molibdeno es de aproximadamente 138 W m-1 K-1. (Vatios por metro Kelvin). Como se muestra en la figura 4, cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tiene además un punto 132 de fusión del molibdeno. Cada capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie tiene preferiblemente un espesor en un intervalo de aproximadamente 1 mil a aproximadamente 40 mil.

Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie son preferiblemente tratadas en la superficie para mejorar la unión entre la capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie entre la interfaz de la capa 122 de la hoja de molibdeno tratada en la superficie con una capa 106 de material compuesto adyacente. La capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie se trata preferiblemente en superficie mediante uno o más tratamientos superficiales que comprenden un tratamiento de superficie sol gel, pintura sol gel a base de agua, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, limpieza química, grabado químico, ablación láser u otro tratamiento de superficie adecuado. Los procesos de tratamiento de superficie útiles se describen, por ejemplo, en las patentes de EE. UU. No 3,959,091; 3,989,876; 4,473,446; y, 6,037,060, todos los cuales se incorporan aquí como referencia.

El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 134 adhesivas dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. La capa 134 adhesiva comprende preferiblemente un adhesivo hecho de un material tal como adhesivos de resina epoxi termoendurecibles, adhesivos epoxídicos, adhesivos termoplásticos, adhesivos de poliimida, adhesivos de bismaleimida, adhesivos de poliuretano, adhesivos acrílicos endurecidos u otro adhesivo adecuado. Cada capa 134 adhesiva tiene preferiblemente un espesor en un intervalo de aproximadamente 0.5 mil a aproximadamente 2.0 mil. Preferiblemente, la capa 134 adhesiva proporciona un adhesivo mínimo para humedecer una superficie 125a o 125b (véase Figura 6) de la capa 122 de hoja de molibdeno para facilitar la unión con la capa 106 de material compuesto adyacente.

El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno se usa en una estructura 104 de material compuesto y mejora el límite elástico 102 (véase Figura 4) en la estructura 104 de material compuesto. La estructura 104 de material compuesto puede comprender una estructura 10 de aeronave (véase Figura 1) u otra estructura de material compuesto adecuada. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno está diseñado preferiblemente para aplicaciones de baja temperatura, como una temperatura de menos de aproximadamente 500 grados Fahrenheit. Las aplicaciones de baja temperatura a modo de ejemplo pueden incluir el uso del laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno para los revestimientos y subestructuras ubicadas lejos de la una o más unidades 20 de propulsión (véase Figura 1), como los motores a reacción de las aeronaves.

La Figura 5 es una ilustración de una vista en sección parcial isométrica de una superposición 101 de un laminado de molibdeno de acuerdo con la invención. Como se muestra en la figura 5, la superposición 101 de laminado de molibdeno acumulado comprende una pluralidad de capas 106 de material compuesto y una pluralidad de capas 146 que contienen hojas de molibdeno entrelazadas entre las capas 106 de material compuesto. Cada una de las capas 106 de material compuesto, como se discutió en detalle anteriormente, comprende preferiblemente un material 108 polimérico reforzado con fibra. Cada una de las capas 146 que contienen hoja de molibdeno comprende una capa 106 de material compuesto, que comprende preferiblemente el material 108 polimérico reforzado con fibra, donde la capa 106 de material compuesto puede tener una porción 144 recortada de hoja 123 de molibdeno que puede tratarse superficialmente. Como se muestra adicionalmente en la figura 5, la superposición 101 de laminado de molibdeno comprende además capas 134 adhesivas dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capa 146 que contienen hojas de molibdeno de interconexión. La superposición 101 de laminado de molibdeno puede comprender además una o más capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie adyacentes a una o más capas 106 de material compuesto y/o adyacentes a una o más capas 146 que contienen hojas de molibdeno. Como se muestra en la figura 5, una capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie está adyacente a una capa 106 de material compuesto y está unida a la capa 106 de material compuesto con una capa 134 adhesiva.

Como se muestra en la figura 5, cada lámina o capa 136 de superposición 101 de laminado de molibdeno tiene una primera cara 138 y una segunda cara 140 separadas y que se extienden hasta un borde 142 terminal. Como se muestra adicionalmente en la figura 5, en áreas de la superposición 101 de laminado de molibdeno que requiere un refuerzo específico con la hoja 123 de molibdeno tratada en la superficie, la porción 144 recortada se puede formar en la capa 146 que contiene la hoja de molibdeno. La porción 144 recortada puede formarse, por ejemplo, retirando la capa 106 de material compuesto hasta un borde 148 interior (véase Figura 5), o superponiendo la capa 106 de material compuesto hasta el borde 148 interior, dejando la porción 144 recortada formada. Los dispositivos de superposición adecuados para formar las porciones 144 recortadas pueden comprender, por ejemplo, máquinas de colocación de cinta de contorno (CTLM) conocidas (no mostradas), tales como las fabricadas por Cincinnati Machine, Inc. de Cincinnati, Ohio. La capa 146 que contiene hoja de molibdeno se puede completar luego con la hoja 123 de molibdeno tratada en la superficie para llenar sustancialmente cada porción 144 recortada. La capa 146 que contiene hoja de molibdeno comprende la capa 106 de material compuesto que se extiende entre la primera cara 138 y la segunda cara 140 y tiene el borde 148 interior que define la porción 144 recortada. La capa 146 que contiene hoja de molibdeno comprende además la hoja 123 de molibdeno tratada en la superficie que se extiende entre la primera cara 138 y la segunda cara 140 sustancialmente desde el borde 148 interior que llena la porción 144 recortada.

Como se muestra adicionalmente en la figura 5, donde deben interrumpirse múltiples capas 146 que contienen hoja de molibdeno, los bordes 148 interiores de las porciones 144 recortadas se pueden escalonar para evitar la superposición de dos o más bordes 148 interiores con el fin de proporcionar una mejor distribución de la carga por la hoja 123 de molibdeno tratada en la superficie. Los bordes 148 interiores escalonados de las porciones 144 recortadas también pueden minimizar o eliminar la posible acumulación de resina que puede ocurrir en los extremos de la hoja 123 de molibdeno tratada en la superficie. La hoja 123 de molibdeno tratada en la superficie entretejida, así como la interrupción de la capa 106 de material compuesto en una sola capa 146 que contiene hoja de molibdeno con la hoja 123 de molibdeno tratada en la superficie de acuerdo con la divulgación, puede producir distintas propiedades en la superposición 101 de laminado de molibdeno resultante.

La Figura 6 es una vista lateral en sección transversal de otra de las realizaciones de una superposición 150 de laminado de molibdeno de la divulgación. Como se muestra en la figura 6, las capas 106 de material compuesto y las capas 146 que contienen hoja de molibdeno pueden orientarse en ángulos de aproximadamente -45 (menos cuarenta y cinco) grados, aproximadamente 45 (más cuarenta y cinco) grados, aproximadamente 0 (cero) grados, o aproximadamente 90 (noventa) grados en una realización particular. Cada capa 146 que contiene hoja de molibdeno comprende la capa 106 de material compuesto que tiene la porción 144 recortada de la hoja 123 de molibdeno tratada en la superficie. Con la superposición 150 de laminado de molibdeno, así como también la superposición 101 de laminado de molibdeno (véase Figura 5), preferiblemente no hay dos capas adyacentes orientadas en el mismo ángulo, es decir, una capa 106 de material compuesto adyacente y una capa 146 que contiene hoja de molibdeno no está orientada en el mismo ángulo, una capa 106 de material compuesto adyacente y una capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie no están orientadas en el mismo ángulo, y una capa 146 que contiene hoja de molibdeno adyacente y una capa 122 de hoja de molibdeno tratada en la superficie no están orientadas en el mismo ángulo.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene capas 122 de hoja de molibdeno que actúan como un bus 160 eléctrico (véase Figura 8) en una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), tal como una estructura 10 de aeronave (véase figura 1). La Figura 8 es una ilustración de un diagrama esquemático de una de las realizaciones del laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en el que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúan como el bus 160 eléctrico. Para los fines de esta aplicación, un bus eléctrico significa un punto de distribución en un sistema eléctrico de una aeronave del cual las cargas eléctricas obtienen su poder. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una conductividad 128 eléctrica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúen como el bus 160 eléctrico para integrar sistemas estructurales y eléctricos separados (no mostrados) en un solo sistema 158 (véase Figura 8) para la estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), tal como la estructura 10 de la aeronave (véase Figura 1), lo que resulta en un peso total reducido de la estructura 10 de la aeronave.

Como se discutió anteriormente, el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende una pluralidad de capas 106 de material compuesto (véase Figura 8). Cada capa 106 de material compuesto comprende un material 108 polimérico reforzado con fibra (véase Figura 4). Preferiblemente, la capa 106 de material compuesto comprende una capa 164 de material a base de grafito/resina (véase Figura 8). El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie (véase figura 8) entrelazadas entre las capas 106 de material compuesto (véase figura 8). Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 del molibdeno suficiente (véase Figura 4) para aprovechar la resistencia a la tensión 116 de la fibra (véase Figura 4) y la rigidez 118 de la fibra (véase Figura 4) de las fibras 110 fuera de eje (Ver Figura 4) en capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno laminado comprende además una pluralidad de capas 134 adhesivas (véase figura 8) dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie.

En esta realización, preferiblemente, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie están separadas unas de otras y tienen una conductividad 128 eléctrica de molibdeno suficiente (véase figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie funcionen como el bus 160 eléctrico. El molibdeno es un excelente conductor eléctrico. Es esta característica de baja resistencia eléctrica la que permite que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúen como un excelente bus eléctrico para una amplia gama de aplicaciones eléctricas en la estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), como la estructura 10 de aeronave (véase figura 1). Preferiblemente, el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende múltiples capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie en la estructura 104 de material compuesto, y, por lo tanto, pueden estar disponibles varios conductores discretos. Cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie puede comprender tiras que están separadas eléctricamente una de otra, y cada una de estas capas o tiras puede actuar como patas 162 de circuito individuales (véase Figura 8) de un circuito separado. Las capas 134 adhesivas (véase Figura 8) pueden actuar como capas 166 de aislamiento eléctrico (véase Figura 8) para las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie cuando se desean circuitos separados. La corriente eléctrica (I) 170 (véase Figura 8) puede ser conducida por las capas individuales de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie, a medida que el flujo 172 de corriente eléctrica (véase Figura 8) se mueve a través del sistema 158 único (véase Figura 8). Esta realización puede integrar los requisitos eléctricos del sistema eléctrico y los requisitos estructurales del sistema estructural en el sistema 158 único, dando como resultado un importante ahorro de peso.

En otra realización, se proporciona un método 430 para fabricar un bus 160 eléctrico (véase Figura 8) en una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), tal como una estructura 10 de aeronave (véase Figura 1), usando capas 122 de hoja de molibdeno (véase figura 8). La figura 21 es un diagrama de flujo que ilustra una de las realizaciones de ejemplo del método 430 de fabricación del bus 160 eléctrico. El método 430 comprende la etapa 432 de tratar una superficie 125a o 125b (véase Figura 6) de cada una de una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno. El tratamiento de la superficie 125a o 125b de las capas 122 de hoja de molibdeno puede comprender uno o más tratamientos de superficie que comprenden tratamiento de superficie sol gel, pintura a base de agua sol gel, granallado, lijado, granallado, limpieza con solvente, abrasión, ablación por láser, limpieza química, grabado químico, u otro tratamiento de superficie adecuado.

El método 430 comprende además la etapa 434 de entrelazar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas 106 de material compuesto (véase Figura 8). Las capas 122 de hoja de molibdeno actúan como un bus 160 eléctrico (véase Figura 8). Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) para aprovechar una resistencia a la tensión 116 de fibra (véase figura 4) y una rigidez 118 de fibra (véase figura 4) de fibras 110 fuera de eje (véase figura 4) en las capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno. Las capas 122 de hoja de molibdeno están preferiblemente separadas unas de otras y además tienen una conductividad 128 eléctrica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como el bus 160 eléctrico en la estructura 10 de la aeronave. El bus 160 eléctrico puede integrar sistemas estructurales y eléctricos separados en un solo sistema 158 (véase Figura 8) en la estructura 10 de aeronave, lo que resulta en un peso total reducido de la estructura 10 de aeronave.

El método 430 comprende además la etapa 436 de unión con una capa 134 adhesiva (véase Figura 8), cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas 106 de material compuesto adyacentes para formar un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 8) que tiene límite elástico 102 (véase figura 4). La etapa 434 de entrelazado y la etapa 436 de unión pueden comprender además uno o más de compactar, consolidar y curar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas y las capas 106 de material compuesto. El método 430 comprende además la etapa 438 de fabricar el bus 160 eléctrico del laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno en una estructura 10 de aeronave.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un sistema 250 (véase figura 16) para monitorizar la salud estructural de una estructura 104 de material compuesto (véase figura 16). La figura 16 es una ilustración de un diagrama de bloques funcional de una de las realizaciones de ejemplo del sistema 250 para monitorizar la salud estructural de la estructura 104 de material compuesto. Como se muestra en la figura 16, el sistema 250 comprende una estructura 104 de material compuesto, preferiblemente una aeronave 10 (véase Figura 1), que comprende uno o más laminados 100 híbridos de materiales compuestos de molibdeno. Como se muestra en la figura 16, cada laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende una pluralidad de capas 106 de material compuesto, comprendiendo cada capa 106 de material compuesto un material polimérico 108 reforzado con fibra. Como se muestra en la figura 16, el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas entre las capas 106 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) para aprovechar la resistencia a la tensión 116 de la fibra (véase figura 4) y la rigidez de la fibra (véase figura 4) de las fibras 110 fuera del eje (véase Figura 4) en capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie están separadas unas de otras y tienen una conductividad 128 eléctrica de molibdeno suficiente (véase figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie funcionen como un bus 160 eléctrico (véase figura 16). Como se muestra en la figura 16, el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 134 adhesivas dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie.

En esta realización, como se muestra en la figura 16, el sistema 250 comprende además uno o más dispositivos 168 sensores eléctricos acoplados a uno o más de los laminados 100 híbridos de materiales compuestos de molibdeno. Los dispositivos 168 sensores eléctricos conducen la corriente eléctrica 170 (véase Figura 16) a través de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie y monitorizan cualquier cambio en el flujo 172 de corriente eléctrica (véase Figura 16) a través de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie para obtener los datos de salud estructural 254 (véase Figura 16) de la estructura 104 de material compuesto a través de una o más señales 252 (véase Figura 16) de uno o más dispositivos 168 sensores eléctricos. Dichos datos de salud estructural 254 pueden comprender detección de impacto de rayos, inicio de fallas estructurales, propagación de fallas estructurales, deterioro potencial y deterioro real, u otros datos de salud estructural adecuados que pueden detectarse a través de la interrupción total o parcial de la corriente eléctrica.

La hoja de molibdeno proporciona propiedades mecánicas mejoradas a la superposición de material compuesto. Además, la alta conductividad 128 eléctrica del molibdeno permite que el molibdeno se desempeñe bien como un bus 160 eléctrico (véase Figura 16). Cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie puede comprender tiras que están separadas eléctricamente entre sí. Cada una de estas capas o tiras puede actuar como patas 162 de circuito individuales (véase Figura 16) de un circuito separado. Además, la corriente eléctrica 170 que fluye en estos circuitos de la hoja 122 de molibdeno tratada en la superficie puede monitorizarse para detectar cualquier posible deterioro.

La resistencia de cada circuito de la hoja 122 de molibdeno tratada en la superficie se puede monitorizar para proporcionar evidencia de una estructura sólida. Si la resistencia o la señal 252 cambia, esto puede proporcionar datos sobre la solidez de la estructura 104 de material compuesto. Esta información puede potencialmente permitir una mayor vida útil de la estructura 104 de material compuesto, como una estructura 10 de aeronave (véase Figura 1), y un mayor tiempo en servicio para la estructura 10 de aeronave debido al acceso real a los datos 254 de salud estructurales o información sobre la solidez de la estructura 104 de material compuesto en lugar de depender solo del mantenimiento programado. El sistema 250 permite menos tiempo fuera de servicio para la estructura 10 de la aeronave y permite la renovación o reparación de estructuras 104 de material compuesto cuando sea necesario.

En otra forma de realización de la divulgación, se proporciona un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 9) para mejorar la atenuación o disipación de rayos 180 (véase Figura 9) de una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4). La figura 9 es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones del laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúan como vías 186 de disipación de energía eléctrica que mejoran la resistencia al impacto de alta energía eléctrica a la alta entrada 182 de energía eléctrica de una fuente de impacto de alta energía eléctrica, como un rayo 180. Como se muestra en la figura 9, cuando la fuente de impacto de alta energía eléctrica, como el rayo 180, incide en el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), se produce una alta entrada 182 de energía eléctrica. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúan como vías 186 de disipación de energía eléctrica para conducir rápidamente la corriente 184 eléctrica, dando como resultado una mayor atenuación o disipación del rayo 180 por el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una conductividad 128 eléctrica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) que es alta y una conductividad 130 térmica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) que es alta para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúen a medida que las vías 186 de disipación de energía eléctrica mejoran así la atenuación o disipación del rayo 180 de la estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4). El alto punto 132 de fusión del molibdeno (véase Figura 4), la alta conductividad 130 térmica del molibdeno (véase Figura 4) y la alta conductividad 128 eléctrica del molibdeno (véase Figura 4) de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie en el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno permite que el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno funcione bien mientras se lo somete a una entrada 182 de energía eléctrica extremadamente alta (véase Figura 9). La alta rigidez 124 de molibdeno (véase Figura 4) y la alta resistencia 126 de molibdeno (véase Figura 4), junto con un bajo coeficiente de expansión térmica (CTE) de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie, proporcionan además propiedades mecánicas mejoradas. Los valores típicos de CTE del molibdeno son favorablemente compatibles con los valores típicos de CTE de los materiales compuestos utilizados en las superposiciones de material compuesto. Por ejemplo, el molibdeno puede tener un valor de CTE típico de entre aproximadamente 2.5 x 10'6 a aproximadamente 3.5 x 10'6 pulgadas/pulgada/°F (grados Fahrenheit), y los materiales compuestos utilizados en las superposiciones de material compuesto pueden tener valores de CTE típicos de entre aproximadamente 0.5 x 10-6 a aproximadamente 6.0 x 10-6 pulgadas/pulgada/°F. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie se aplican a las capas 106 de material compuesto, como, por ejemplo, las capas 164 de material a base de grafito/resina (véase Figura 9) proporcionan ventajas estructurales junto con una mejor atenuación o disipación del rayo 180.

Cada laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno para mejorar la atenuación del rayo 180 de una estructura 104 de material compuesto comprende una pluralidad de capas 106 de material compuesto (véase figura 9), y cada capa 106 de material compuesto comprende un material 108 polimérico reforzado con fibra (véase figura 4). Preferiblemente, la capa 106 de material compuesto comprende una capa 164 de material a base de grafito/resina. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie (véase Figura 9) entrelazadas entre las capas 106 de material compuesto. Como se discutió anteriormente, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para aprovechar la resistencia a la tensión 116 de la fibra (véase Figura 4) y la rigidez 118 de la fibra (véase Figura 4) de las fibras 110 fuera del eje (véase Figura 4) en capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie están separadas unas de otras y tienen una conductividad 128 eléctrica de molibdeno suficiente (véase figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie funcionen como un bus 160 eléctrico (véase figura 15). El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 134 adhesivas (véase Figura 9) dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 134 adhesivas (véase figura 9) pueden actuar como capas 166 de aislamiento eléctrico (véase figura 9) para las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno se usa preferiblemente en una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), tal como una estructura 10 de aeronave (véase Figura 1), y mejora la atenuación o disipación del rayo 180 de la estructura 104 de material compuesto.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un método 470 para mejorar la atenuación del rayo 180 (véase figura 9) de una estructura 104 de material compuesto (véase figura 4) utilizando capas 122 de hoja de molibdeno. La Figura 23 es un diagrama de flujo que ilustra una de las realizaciones de ejemplo del método 470 para mejorar la atenuación del rayo 180 de la estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), tal como la estructura 10 de aeronave (véase Figura 1). El método 470 comprende la etapa 472 de tratar una superficie 125a o 125b (véase Figura 6) de cada una de una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno (véase Figura 9). El tratamiento de la superficie 125a o 125b de las capas 122 de hoja de molibdeno puede comprender uno o más tratamientos de superficie que comprenden tratamiento de superficie de sol gel, pintura a base de agua sol gel, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, ablación por láser, limpieza química, grabado químico u otro tratamiento de superficie adecuado.

El método 470 comprende además la etapa 474 de entrelazar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas 106 de material compuesto (véase Figura 9). Las capas 122 de hoja de molibdeno actúan como vías 186 de disipación de energía eléctrica (véase Figura 9) mejorando la atenuación del rayo 180 de una estructura 104 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) para aprovechar una resistencia a la tensión 116 de fibra (véase figura 4) y una rigidez 118 de fibra (véase figura 4) de fibras 110 fuera de eje (véase figura 4) en las capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen además una conductividad 128 eléctrica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) y una conductividad 130 térmica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como vías 186 de disipación de energía eléctrica (véase Figura 9) mejorando de la atenuación del rayo 180 (véase Figura 9) de la estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4).

El método 470 comprende además la etapa 476 de unión con una capa 134 adhesiva (véase Figura 9), cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas 106 de material compuesto adyacentes (véase Figura 9) para formar un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase figura 9) que tiene una resistencia 102 al límite elástico (véase figura 4). La etapa 474 de entrelazado y la etapa 476 de unión pueden comprender además uno o más de compactar, consolidar y curar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas y las capas 106 de material compuesto. El método 470 comprende además la etapa 478 de usar el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura 104 de material compuesto para mejorar la atenuación del rayo 180 de la estructura 104 de material compuesto.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno para conducir la corriente y actuar como una viga 240 de quilla de material compuesto de aeronave (véase Figura 15) en una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), tal como en una aeronave 10 (véase figura 1). Una viga 26 de quilla de aeronave, como se muestra en la figura 1, se encuentra típicamente en la parte inferior del fuselaje 12 (véase Figura 1) y esencialmente une el fuselaje 12 entre sí. Las estructuras de material compuesto de aeronaves ligeras, como las vigas de quilla, requieren conductores parásitos estructuralmente adicionales para dispersar efectivamente la corriente de un rayo 180 (véase Figura 15). La Figura 15 es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación donde las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúan como una viga 240 de quilla de material compuesto de aeronave y vías 242 de retorno de corriente para rayos 180. Como se muestra en la figura 15, cuando la fuente de impacto de alta energía eléctrica, como un rayo 180, golpea el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), se produce una alta entrada 182 de energía eléctrica. La corriente 184 eléctrica (véase Figura 15) puede ser conducida por las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie en el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie permiten una mayor resistencia 126 del molibdeno (véase Figura 4) y una mayor rigidez 124 del molibdeno (véase Figura 4) de la estructura 104 de material compuesto. Además, la alta conductividad 128 eléctrica del molibdeno (véase figura 4) de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie permite que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie funcionen bien como un bus 160 eléctrico (véase figura 15). Además, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie pueden actuar como vías 242 de retorno de la corriente para conducir rápidamente la corriente 184 eléctrica, dando como resultado una mejor protección contra el rayo 180 por el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una resistencia 126 de molibdeno suficiente (véase figura 4), una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) y una conductividad 128 eléctrica de molibdeno suficiente (véase figura 4) para permitir que la superficie de la capa 122 de la hoja de molibdeno actúen como una viga 240 de quilla de material compuesto de una aeronave (véase Figura 15) que conduce la corriente 184 eléctrica y proporciona una vía 242 de retorno de corriente (véase Figura 15) para rayos 180 (véase Figura 15) en la estructura 104 de material compuesto (véase figura 4). Debido a las propiedades mecánicas mejoradas y la capacidad de transportar la corriente 184 eléctrica, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie proporcionan un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno ventajosamente único que puede actuar eficazmente como una viga 240 de quilla de material compuesto de aeronave en el diseño de aeronave y como vía 242 de retorno de corriente para rayos 180, lo que puede resultar en una reducción general de peso y costo. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie proporcionan una viga 240 de quilla de material compuesto de aeronave de alto rendimiento que es eficaz en la conducción de la corriente 184 eléctrica y actúa como una vía 242 de retorno de corriente de rayo 180.

Como se muestra en la figura 15, cada laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende una pluralidad de capas 106 de material compuesto, y cada capa 106 de material compuesto comprende un material 108 polimérico reforzado con fibra (véase Figura 4). Preferiblemente, la capa 106 de material compuesto comprende una capa 164 de material a base de grafito/resina (véase Figura 10). El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas entre las capas 106 de material compuesto. Como se discutió anteriormente, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para aprovechar la resistencia a la tensión 116 de la fibra (véase Figura 4) y la rigidez 118 de la fibra (véase Figura 4) de las fibras 110 fuera de eje (véase Figura 4) en capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen además una resistencia 126 de molibdeno suficiente (véase figura 4), una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) y la conductividad 128 eléctrica suficiente de molibdeno (véase figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como una viga 240 de quilla de material compuesto de aeronave (véase Figura 15) que conduce la corriente 184 eléctrica (véase Figura 15) y proporcionar una vía 242 de retorno de corriente (véase Figura 15) para rayos 180 (véase Figura 15). El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 134 adhesivas (véase Figura 15) dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 134 adhesivas (véase figura 15) pueden actuar como capas 166 de aislamiento eléctrico (véase figura 15) para las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno se usa preferiblemente en una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), tal como una estructura 10 de aeronave (véase Figura 1) y conduce la corriente 184 eléctrica y proporciona la vía 242 de retorno de corriente para rayos 180 en una estructura 104 de material compuesto de aeronave.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un método 450 para fabricar en una estructura 10 de aeronave (véase Figura 1) una viga 240 de quilla de material compuesto de aeronave (véase Figura 15) para dispersar la corriente 184 eléctrica (véase Figura 15) de un rayo 180 (véase figura 15). El método 450 utiliza capas 122 de hoja de molibdeno (véase Figura 15). La figura 22 es un diagrama de flujo que ilustra una de las realizaciones de ejemplo del método 450 de fabricación de la viga 240 de quilla de material compuesto de aeronave. El método 450 comprende la etapa 452 de tratar una superficie 125a o 125b (véase Figura 6) de cada una de una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno. El tratamiento de la superficie 125a o 125b de las capas 122 de hoja de molibdeno puede comprender uno o más tratamientos de superficie que comprende tratamiento sol gel de superficie, pintura a base de agua sol gel, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, ablación por láser, limpieza química, grabado químico u otro tratamiento de superficie adecuado.

El método 450 comprende además la etapa 454 de entrelazar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas 106 de material compuesto (véase Figura 15). Las capas 122 de hoja de molibdeno actúan como una viga 240 de quilla de material compuesto de aeronave (véase Figura 15) y una vía 242 de retorno de corriente (véase Figura 15) que dispersa la corriente 184 eléctrica desde el rayo 180 a una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4) tal como una estructura 10 de aeronave (véase figura 1). Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) para aprovechar una resistencia a la tensión 116 de fibra (véase figura 4) y una rigidez 118 de fibra (véase figura 4) de fibras 110 fuera de eje (véase figura 4) en las capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen además una resistencia 126 de molibdeno suficiente (véase figura 4), una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) y una conductividad 128 eléctrica de molibdeno suficiente (véase figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como la viga 240 de quilla de material compuesto de aeronave (véase Figura 15) y la vía 242 de retorno de corriente (véase Figura 15) para dispersar la corriente 184 eléctrica (véase Figura 15) del rayo 180 (véase Figura 15) a la estructura 10 de aeronave (véase figura 1).

El método 450 comprende además la etapa 456 de unión con una capa 134 adhesiva de cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a las capas 106 de material compuesto adyacentes para formar un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene un límite elástico 102 mejorado (véase Figura 4). La etapa 454 de entrelazado y la etapa 456 de unión pueden comprender además uno o más de compactar, consolidar y curar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas y las capas 106 de material compuesto. El método 450 comprende además la etapa 458 de usar el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura 104 de material compuesto, tal como la estructura 10 de aeronave (véase Figura 1), para dispersar la corriente 184 eléctrica (véase Figura 15) del rayo 180 a la estructura 104 de material compuesto, tal como la estructura 10 de aeronave.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 10) para mejorar el choque 190 térmico (véase Figura 10) resistencia de una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4). La Figura 10 es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones del laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúan como vías 196 de disipación de energía térmica y barreras 198 de penetración térmica que mejoran la resistencia al choque 190 térmico a la alta entrada 192 de energía térmica de un choque 190 térmico, como un rayo láser o rayos X. En esta realización, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una conductividad 130 térmica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) que es alta que permite que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúen como vías 196 de disipación de energía térmica (véase Figura 10) para que el flujo 194 de energía térmica mejore el choque 190 térmico la resistencia de la estructura 104 de material compuesto (véase figura 4).

Además, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen un punto 132 de fusión de molibdeno suficiente (véase figura 4) que es muy alta que permite que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúen como barreras 198 de penetración térmica (véase figura 10) Mejorando, además, la resistencia al choque 190 térmico de la estructura 104 de material compuesto. Al utilizar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie como capas de reemplazo en la estructura 104 de material compuesto, se logra una resistencia al choque 190 térmico mejorada debido al punto 132 de fusión del molibdeno muy alto (véase Figura 4) y la alta conductividad 130 térmica del molibdeno (véase Figura 4) de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie proporcionan barreras 198 de penetración térmica significativas al choque 190 térmico o la penetración de la estructura 104 de material compuesto debido al alto punto 132 de fusión del molibdeno (véase Figura 4) y la alta conductividad 130 térmica del molibdeno (véase Figura 4) que proporcionan la disipación de la entrada 192 de energía térmica (véase Figura 10) cuando se aplica en un área localizada.

Como se muestra en la figura 10, cada laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno para mejorar la resistencia al choque 190 térmico comprende una pluralidad de capas 106 de material compuesto (véase Figura 10), y cada capa 106 de material compuesto comprende un material 108 polimérico reforzado con fibra (véase Figura 4). Preferiblemente, la capa 106 de material compuesto comprende una capa 164 de material a base de grafito/resina. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas entre las capas 106 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 del molibdeno suficiente (véase Figura 4) para aprovechar la resistencia a la tensión 116 de la fibra (véase Figura 4) y la rigidez 118 de la fibra (véase Figura 4) de las fibras 110 fuera de eje (Ver Figura 4) en capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Como se muestra en la Figura 10, el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 134 adhesivas (véase Figura 10) dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 134 adhesivas (véase figura 10) pueden actuar como capas 166 de aislamiento eléctrico (véase figura 10) para las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno se usa preferiblemente en una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), como una estructura 10 de aeronave (véase Figura 1) y mejora la resistencia 190 al choque térmico de la estructura 104 de material compuesto.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un método 490 para mejorar la resistencia al choque 190 térmico (véase Figura 10) de una estructura 104 de material compuesto que usa capas 122 de hoja de molibdeno (véase Figura 10). La Figura 24 es un diagrama de flujo que ilustra una de las realizaciones de ejemplo del método 490 para mejorar la resistencia al choque 190 térmico (véase Figura 10) de la estructura 104 de material compuesto. El método 490 comprende la etapa 492 de tratar una superficie 125a o 125b de cada una de una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno (véase Figura 10). El tratamiento de la superficie 125a o 125b de las capas 122 de hoja de molibdeno puede comprender uno o más tratamientos de superficie que comprenden tratamiento sol gel de superficie, pintura a base de agua sol gel, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, ablación por láser, limpieza química, grabado químico u otro tratamiento de superficie adecuado.

El método 490 comprende además la etapa 494 de entrelazar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas 106 de material compuesto (véase Figura 10). Las capas 122 de hoja de molibdeno actúan como barreras 198 de penetración térmica (véase Figura 10) y como vías 196 de disipación de energía térmica (véase Figura 10) mejorando el choque 190 térmico (resistencia de una estructura de material compuesto). Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) para aprovechar una resistencia a la tensión 116 de fibra (véase figura 4) y una rigidez 118 de fibra (véase figura 4) de fibras 110 fuera de eje (véase figura 4) en las capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen además un punto 132 de fusión de molibdeno suficiente (véase Figura 4) y una conductividad 130 térmica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como barreras 198 de penetración térmica (véase Figura 10) y las vías 196 de disipación de energía térmica (véase Figura 10) mejorando el choque 190 térmico (véase Figura 10) la resistencia de la estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4).

El método 490 comprende además la etapa 496 de unión con una capa 134 adhesiva (véase Figura 10), cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas 106 de material compuesto adyacentes para formar un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 10) que tiene límite elástico 102 (véase figura 4). La etapa 494 de entrelazado y la etapa 496 de unión pueden comprender además uno o más de compactar, consolidar y curar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas y las capas 106 de material compuesto. El método 490 comprende además la etapa 498 de usar el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura 104 de material compuesto para mejorar la resistencia al choque 190 térmico de la estructura 104 de material compuesto.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 11) para mejorar la durabilidad del impacto 200 (véase Figura 11) de una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4). La Figura 11 es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúan como vías 206 de disipación de carga (véase Figura 11) para mejorar la durabilidad del impacto 200. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 suficiente de molibdeno que es muy alta y una resistencia 126 de molibdeno suficiente que permite que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie alejen la carga 204 de un punto de impacto 202 por una fuente de impacto 200, tal como, por ejemplo, los golpes de granizo o los golpes de aves, reduciendo así la fuerza de impacto concentrada. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie distribuyen la carga 204 sobre un área más grande a lo largo de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie, lo que mejora la durabilidad al impacto y la resistencia al impacto de la estructura 104 de material compuesto. Las capas 106 de material compuesto (véase Figura 11) se ahorran la transferencia de la carga 204 profundamente en el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno, reduciendo así los efectos perjudiciales asociados con el punto de impacto 202. El uso de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie de alta rigidez y alta resistencia permite calibres mucho más delgados, al mismo tiempo que agrega beneficios tales como una mejor resistencia a los rayos y un mejor desempeño estructural.

Como se muestra en la figura 11, cada laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno para mejorar la durabilidad del impacto 200 comprende una pluralidad de capas 106 de material compuesto, y cada capa 106 de material compuesto comprende un material 108 polimérico reforzado con fibra (véase Figura 4). Preferiblemente, la capa 106 de material compuesto comprende una capa 164 de material a base de grafito/resina. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie (véase Figura 11) entrelazadas entre las capas 106 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 del molibdeno suficiente (véase Figura 4) para aprovechar la resistencia a la tensión 116 de la fibra (véase Figura 4) y la rigidez 118 de la fibra (véase Figura 4) de las fibras 110 fuera de eje (Ver Figura 4) en capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen además una rigidez 124 suficiente de molibdeno (véase Figura 4) y una resistencia 126 suficiente de molibdeno (véase Figura 4) para permitir que las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie 122 para alejar la carga 204 (véase Figura 11) del punto de impacto 202 (véase figura 11) que mejora la durabilidad del impacto 200. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 134 adhesivas (véase Figura 11) dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 134 adhesivas (véase figura 11) pueden actuar como capas de aislamiento 166 (véase figura 11) para las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno se usa preferiblemente en una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), tal como una estructura 10 de aeronave (véase Figura 1), y mejora la durabilidad al impacto de la estructura 104 de material compuesto.

En otra realización, se proporciona un método 530 para mejorar la resistencia al impacto 200 (véase Figura 11) de una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4) utilizando capas 122 de hoja de molibdeno. La figura 26 es un diagrama de flujo que ilustra una de las realizaciones de ejemplo del método 530 para mejorar la durabilidad al impacto. El método 530 comprende la etapa 532 de tratar una superficie 125a o 125b (véase Figura 6) de cada una de una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno (véase Figura 11). El tratamiento de la superficie 125a o 125b de las capas 122 de hoja de molibdeno puede comprender uno o más tratamientos de superficie que comprende tratamiento sol gel de superficie, pintura a base de agua sol gel, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, ablación por láser, limpieza química, grabado químico u otro tratamiento de superficie adecuado.

El método 530 comprende además la etapa 534 de entrelazar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas 106 de material compuesto (véase Figura 11). Las capas 122 de hoja de molibdeno actúan como vías 206 de disipación de carga (véase Figura 11) mejorando la durabilidad del impacto en un punto de impacto 202 desde una fuente de impacto 200, como golpes de granizo, choques de aves u otra fuente de impacto. Las capas 122 de hoja de molibdeno preferiblemente mejoran la resistencia a los daños al impacto 200, como los golpes de granizo y los golpes de aves. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) para aprovechar una resistencia a la tensión 116 de fibra (véase figura 4) y una rigidez 118 de fibra (véase figura 4) de fibras 110 fuera de eje (véase figura 4) en las capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen además una rigidez 124 suficiente de molibdeno (véase figura 4) y una resistencia 126 suficiente de molibdeno (véase figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como vías 206 de disipación de carga (véase figura 11). Mejorando la durabilidad al impacto de la estructura 104 de material compuesto.

El método 530 comprende además la etapa 536 de unión con una capa 134 adhesiva (véase Figura 11), cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas 106 de material compuesto adyacentes para formar un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 11) que tiene límite elástico 102 mejorado (véase figura 4). La etapa 534 de entrelazado y la etapa 536 de unión pueden comprender además uno o más de compactar, consolidar y curar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas y las capas 106 de material compuesto. El método 530 comprende además la etapa 538 de usar el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura 104 de material compuesto para mejorar la durabilidad al impacto de la estructura 104 de material compuesto. La estructura 104 de material compuesto comprende preferiblemente una estructura 10 de aeronave (véase Figura 10).

En otra realización de la divulgación, se proporciona un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno para dirigir la carga 214 (véase Figura 12A) a través de las vías 212a de carga principales y las vías 212b de carga secundarias (véase Figura 12A) en una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 12A). La Figura 12A es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación que muestra las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie y la capa 106 de material compuesto de la estructura 104 de material compuesto que dirigen la carga 214 alrededor de un área 210 que no lleva carga tal como, por ejemplo, orificios de acceso, paneles de acceso, penetraciones de sistemas y otros artefactos de diseño. La figura 12A muestra el área 210 que no lleva carga con un elemento 211 de penetración del sistema. La figura 12B es una ilustración de un diagrama esquemático de una sección transversal tomada en las líneas 12B-12B de la figura 12A. La figura 12B muestra el área 210 que no lleva carga con el elemento 211 de penetración del sistema, la capa 106 de material compuesto de la estructura 104 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie que actúan como vías 215 de dirección de carga. Cuando se necesitan áreas 210 que no llevan carga, como orificios de acceso, penetraciones de sistemas u otros artefactos de diseño adecuados, son necesarias en estructuras de material compuesto, es necesario rellenar la superposición de la estructura 104 de material compuesto para facilitar el flujo de carga 214 Alrededor de estas áreas 210 que no llevan carga. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 suficiente de molibdeno (véase Figura 4) que es alta y una resistencia 126 suficiente al molibdeno (véase Figura 4) que es alta para permitir que las capas de hoja de molibdeno tratadas en superficie 122 dirijan la carga 214 en las vías 215 que dirigen la carga (véase figura 12B) alrededor del área 210 que no lleva carga en la estructura 104 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 muy alta del molibdeno (véase Figura 4) y una resistencia 126 muy alta del molibdeno (véase Figura 4) y atraerán la carga 214 y reforzarán las áreas 210 que no llevan carga, como, orificios de acceso, penetraciones de sistemas y otros artefactos de diseño, sin necesidad de agregar espesor adicional a la estructura 104 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie permiten que la carga 214 se desplace en vías 215 de dirección de carga eficientes, delgadas y personalizadas. La eficiencia puede proporcionar ventajas óptimas con respecto al costo, el volumen de la pieza y el peso de la estructura 104 de material compuesto.

Cada laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno para dirigir la carga 214 alrededor de las áreas 210 que no llevan carga en la estructura 104 de material compuesto comprende una pluralidad de capas 106 de material compuesto, y cada capa 106 de material compuesto comprende un material 108 polimérico reforzado con fibra (véase figura 4). Preferiblemente, la capa 106 de material compuesto comprende una capa de material a base de grafito/resina. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas entre las capas 106 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 del molibdeno suficiente (véase Figura 4) para aprovechar la resistencia a la tensión 116 de la fibra (véase Figura 4) y la rigidez 118 de la fibra (véase Figura 4) de las fibras 110 fuera de eje (Ver Figura 4) en capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen además una rigidez 124 suficiente de molibdeno (véase Figura 4) y una resistencia 126 suficiente de molibdeno (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie dirijan la carga 214 en las vías 215 de dirección de carga alrededor de las áreas 210 que no llevan carga (véase figura 12A). El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 134 adhesivas dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno se usa preferiblemente en una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), como una estructura 10 de aeronave (véase Figura 1), y dirigen la carga 214 alrededor de las áreas 210 que no llevan carga en la estructura 104 de material compuesto.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un método 550 de carga de dirección 214 (véase Figura 12A) alrededor de áreas 210 que no llevan carga (véase Figura 12A) en una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4) que usa capas 122 de hoja de molibdeno. La figura 27 es un diagrama de flujo que ilustra una de las realizaciones de ejemplo del método 550 de la carga de dirección 214 alrededor de las áreas 210 que no llevan carga. Las áreas 210 que no llevan carga pueden comprender orificios de acceso, paneles de acceso, penetraciones de sistemas u otros artefactos de diseño adecuados. El método 550 comprende la etapa 552 de tratar una superficie 125a o 125b (véase figura 6) de cada una de una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno (véase figura 12A). El tratamiento de la superficie 125a o 125b de las capas 122 de hoja de molibdeno puede comprender uno o más tratamientos de superficie que comprenden tratamientos sol gel de superficie, pintura a base de agua sol gel, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, ablación por láser, limpieza química, grabado químico u otro tratamiento de superficie adecuado.

El método 550 comprende además la etapa 554 de entrelazar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie (véase Figura 12A) con una pluralidad de capas 106 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno actúan como vías 215 de dirección de carga (véase figuras 12A-B) que dirigen la carga 214 alrededor de las áreas 210 que no llevan carga en la estructura 104 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) para aprovechar una resistencia a la tensión 116 de fibra (véase figura 4) y una rigidez 118 de fibra (véase figura 4) de fibras 110 fuera de eje (véase figura 4) en las capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen además una rigidez 124 suficiente de molibdeno (véase Figura 4) y una resistencia 126 de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como vías 215 de dirección de carga que dirige la carga 214 alrededor de las áreas 210 que no llevan carga en la estructura 104 de material compuesto.

El método 550 comprende además la etapa 556 de unión con una capa 134 adhesiva (véase figura 4), cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas 106 de material compuesto adyacentes forman un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase figura 12A) que tiene límite elástico 102 mejorado (véase figura 4). La etapa 554 de entrelazado y la etapa 556 de unión pueden comprender además uno o más de compactar, consolidar y curar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas y las capas 106 de material compuesto. El método 550 comprende además la etapa 558 de usar el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura 104 de material compuesto para dirigir la carga 214 alrededor de las áreas 210 que no llevan carga en la estructura 104 de material compuesto.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno para mejorar un ciclo de curado, tal como para mejorar las características del ciclo de curado, de una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 13). La figura 13 es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúan como controladores 226 térmicos y de temperatura para mejorar el ciclo de curado, como características mejoradas del ciclo de curado. La uniformidad térmica y de temperatura y la capacidad de controlar la energía térmica excesiva debido a la cinética de curado de las resinas pueden ser problemas importantes de fabricación al curar materiales compuestos termoestables. La figura 13 muestra un exceso de energía 222 térmica que se genera en un área 220 de curado a medida que el curado en el área 220 de curado avanza a una velocidad más rápida. El exceso de energía 222 térmica se conduce rápidamente a lo largo de las vías 224 de flujo de energía térmica, reduciendo así el riesgo de sobrecarga térmica. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una conductividad 130 térmica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) que es alta para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúen como controladores 226 térmicos y de temperatura que mejoran el ciclo de curado, tal como la mejora de las características del ciclo de curado, de la estructura 104 de material compuesto (véase figura 4). Las características del ciclo de curado pueden comprender una duración del ciclo de curado, una nivelación térmica del ciclo de curado, una nivelación de la temperatura del ciclo de curado, un control térmico del ciclo de curado, un control de la temperatura del ciclo de curado u otra característica adecuada del ciclo de curado.

La alta conductividad 130 térmica de molibdeno (véase Figura 4) permite que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie se desempeñen bien estructuralmente mientras ayudan a controlar o nivelar la uniformidad térmica y la temperatura para mejorar el ciclo de curado, como las características mejoradas del ciclo de curado. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie pueden mejorar la duración del ciclo de curado total y la robustez térmica debido a su excelente conductividad 130 térmica de molibdeno (véase Figura 4), reduciendo así los costos generales de fabricación. La excelente conductividad 130 térmica del molibdeno (véase Figura 4) proporciona un mejor control térmico y temperatura o nivelación en la estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4) y permite ciclos de procesamiento de fabricación más robustos. Las características de curado y estructuralmente ventajosas de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie (véase Figura 13) se pueden adaptar para proporcionar una solución óptima.

Como se muestra en la figura 13, cada laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende una pluralidad de capas 106 de material compuesto, y cada capa 106 de material compuesto comprende un material polimérico 108 reforzado con fibra (véase Figura 4). Preferiblemente, la capa 106 de material compuesto comprende una capa de material a base de grafito/resina. Como se muestra en la figura 13, el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas entre las capas 106 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 del molibdeno suficiente (véase Figura 4) para aprovechar la resistencia a la tensión 116 de la fibra (véase Figura 4) y la rigidez 118 de la fibra (véase Figura 4) de las fibras 110 fuera de eje (Ver Figura 4) en capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen además una rigidez 124 suficiente de molibdeno (véase Figura 4) y una resistencia 126 suficiente de molibdeno (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúen como controladores 226 térmicos y de temperatura mejorando un ciclo de curado, como la mejora de las características del ciclo de curado, de la estructura 104 de material compuesto. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 134 adhesivas (véase Figura 13) dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 134 adhesivas (véase figura 13) pueden actuar como capas 166 de aislamiento (véase figura 13) para las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno se usa preferiblemente en una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4), tal como una estructura 10 de aeronave (véase Figura 1).

En otra realización de la divulgación, se proporciona un método 510 para mejorar un ciclo de curado de una estructura 104 de material compuesto (véase figura 4) usando capas 122 de hoja de molibdeno (véase figura 13). La figura 25 es un diagrama de flujo que ilustra una de las realizaciones de ejemplo del método 510 para mejorar el ciclo de curado. El método 510 comprende la etapa 512 de tratar una superficie 125a o 125b (véase Figura 6) de cada una de una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno. El tratamiento de la superficie 125a o 125b de las capas 122 de hoja de molibdeno puede comprender uno o más tratamientos de superficie que comprenden tratamientos sol gel de superficie, pintura a base de agua sol gel, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, ablación por láser, limpieza química, grabado químico u otro tratamiento de superficie adecuado.

El método 510 comprende además la etapa 514 de entrelazar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas 106 de material compuesto (véase Figura 13). Las capas 122 de hoja de molibdeno actúan como controladores térmicos y de temperatura 224 (véase Figura 13), mejorando el ciclo de curado de una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4). Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) para aprovechar una resistencia a la tensión 116 de la fibra (véase figura 4) y una rigidez 118 de fibra (véase figura 4) de fibras 110 fuera de eje (véase figura 4) en las capas 122 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen además una conductividad 130 térmica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como controladores 226 térmicos y de temperatura (véase Figura 13) mejorando el ciclo de curado de la estructura 104 de material compuesto (véase figura 4). Las capas 122 de hoja de molibdeno actúan como controladores 226 térmicos y de temperatura para mejorar el ciclo de curado, como mejorar las características del ciclo de curado que comprenden una duración del ciclo de curado, una nivelación térmica del ciclo de curado, una nivelación de la temperatura del ciclo de curado, un control térmico del ciclo de curado, un control de la temperatura del ciclo de curado, u otra característica adecuada del ciclo de curado.

El método 510 comprende además la etapa 516 de unión con una capa 134 adhesiva (véase Figura 13), cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas 106 de material compuesto adyacentes para formar un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 13) que tiene límite elástico 102 (véase Figura 4). La etapa 514 de entrelazado y la etapa 516 de unión pueden comprender además uno o más de compactar, consolidar y curar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas y las capas 106 de material compuesto. El método 510 comprende además la etapa 518 de usar el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura 104 de material compuesto para mejorar el ciclo de curado de la estructura 104 de material compuesto.

En otras realizaciones de la divulgación, se proporcionan laminados 100 híbridos de materiales compuestos de molibdeno para extraer la carga 234 (véase Figuras 14A, 14C) a través de las 232a vías de carga principales y las vías 232b de carga secundarias (véase Figuras 14A, 14C) en una estructura 104 de material compuesto (véase figuras 14A, 14C) y para reforzar las áreas 230 de reparación (véase Figuras 14A, 14C), como, por ejemplo, agujeros, áreas debilitadas, áreas dañadas y otras áreas que requieren reparación, en una estructura 104 de material compuesto. La figura 14A es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación que muestra las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie de la estructura 104 de material compuesto que refuerza un área 230a de reparación de parche. Para los propósitos de esta solicitud, una reparación de parche significa un tipo de reparación unida en la cual se inserta un material de reemplazo para llenar un área dañada. La figura 14B es una ilustración de un diagrama esquemático de una sección transversal tomada en las líneas 14B-14B de la figura 14A. La Figura 14C es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación que muestra las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie de la parte 104 de material compuesto que refuerza un área 230b de reparación del escarpe. Para los fines de esta aplicación, una reparación del escarpe significa un tipo de reparación en condiciones de servidumbre en la que se lija un área dañada para producir un efecto de reducción y luego se coloca material de reemplazo sobre el área dañada. La figura 14D es una ilustración de un diagrama esquemático de una sección transversal tomada en las líneas 14D-14D de la figura 14C.

Las figuras 14A-14B muestran las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie que actúan como vías 235 de extracción de carga para extraer la carga 234 (véase Figura 14A) lejos del área 230 de reparación, por ejemplo, el área 230a de reparación del parche y proporcionar un elemento 236 de refuerzo del área 230 de reparación, por ejemplo, área 230a de reparación del parche. Las figuras 14C-14D muestran las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie que actúan como vías 235 de arrastre de carga para extraer la carga 234 (véase Figura 14C) del área 230 de reparación, por ejemplo, el área 230b de reparación del escarpe y proporcionar un elemento 236 de refuerzo del área 230 de reparación, por ejemplo, área 230b de reparación del escarpe. Al utilizar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie como parte de la estructura 104 de material compuesto, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie permiten que la carga 234 se desplace en vías 235 de extracción de carga, eficientes delgados, personalizados (véase Figuras 14B, 14D). La alta resistencia 126 al molibdeno (véase Figura 4) y la alta rigidez 124 del molibdeno (véase Figura 4) de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie permiten vías 235 de extracción de carga más delgadas y personalizadas para reparaciones más eficientes y delgadas, sin necesidad de agregar espesor adicional significativo a la estructura 104 de material compuesto. Además, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúan como vías 235 de extracción de carga para extraer la carga 234 y proporcionar elementos de refuerzo 236 para reparar áreas 230, tales como áreas de reparación de parches (230a) y áreas de reparación de escarpe (230b), brindan una mayor eficacia y reparaciones eficientes de las estructuras 104 de material compuesto, menos resistencia aerodinámica de los vehículos con tales estructuras 104 de material compuesto, y mejor apariencia de las estructuras 104 de material compuesto.

Cada laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno para reforzar y extraer la carga 234 (Figuras 14A, 14C) lejos de un área 230 de reparación (Figuras 14A-14D) comprende una pluralidad de capas 106 de material compuesto. Cada capa 106 de material compuesto comprende un material 108 polimérico reforzado con fibra (véase Figura 4). Preferiblemente, la capa 106 de material compuesto comprende una capa de material a base de grafito/resina. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas entre las capas 106 de material compuesto. Como se discutió anteriormente, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para aprovechar la resistencia a la tensión 116 de la fibra (véase Figura 4) y la rigidez 118 de la fibra (véase Figura 4) de las fibras 110 fuera de eje (véase Figura 4) en capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 suficiente de molibdeno (véase Figura 4) y una resistencia 126 suficiente de molibdeno (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúen como vías de 235 de extracción de carga (véase Figuras 14B, 14D) para alejar la carga 234 de un área 230 de reparación y proporcionar elementos de refuerzo 236 a las áreas 230 de reparación en la estructura 104 de material compuesto. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 134 adhesivas dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno se usa preferiblemente en una estructura 104 de material compuesto (véase Figuras 14A, 14C), tal como una estructura de aeronave (véase Figura 1), y refuerza las áreas de reparación en la estructura 104 de material compuesto.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un método 570 de carga 234 de refuerzo y extracción (Figuras 14A, 14C) lejos de un área 230 de reparación (Figuras 14A-14D) en una estructura 104 de material compuesto que usa capas 122 de hoja de molibdeno (Figuras 14A-14D). La figura 28 es un diagrama de flujo que ilustra una de las realizaciones de ejemplo del método 570 de carga 234 de refuerzo y extracción (Figuras 14A, 14C) alejadas del área 230 de reparación (Figuras 14A-14D). El área 230 de reparación puede comprender un área 230a de reparación de parche (véase Figuras 14A-14B), un área 230b de reparación del escarpe (véase Figuras 14C-14D), agujeros, áreas debilitadas, áreas dañadas u otra área de reparación.

El método 570 comprende la etapa 572 de tratar una superficie 125a o 125b (véase Figura 6) de cada una de una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno. El tratamiento de la superficie 125a o 125b de las capas 122 de hoja de molibdeno puede comprender uno o más tratamientos de superficie que comprenden tratamientos sol gel de superficie, pintura a base de agua sol gel, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, ablación por láser, limpieza química, grabado químico u otro tratamiento de superficie adecuado.

El método 570 comprende además la etapa 574 de entrelazar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas 106 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno actúan como elementos 236 de refuerzo (Figuras 14A-14D) y trazan vías 235 de extracción de carga (Figuras 14A-14D) que refuerzan y extraen la carga 234 (Figuras 14A, 14C) lejos de un área 230 de reparación (Figuras 14A, 14D) en una estructura 104 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) para aprovechar una resistencia a la tensión 116 de fibra (véase figura 4) y una rigidez 118 de fibra (véase figura 4) de fibras 110 fuera de eje (véase figura 4) en las capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen además una rigidez 124 suficiente de molibdeno (véase figura 4) y una resistencia 126 suficiente de molibdeno (véase figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno refuercen y alejen la carga 234 del área 230 de reparación en la estructura 104 de material compuesto.

El método 570 comprende además la etapa 576 de unión con una capa 134 adhesiva (véase Figura 4), cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas 106 de material compuesto adyacentes para formar un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figuras 14A-14D) que tienen un límite elástico 102 mejorado (véase Figura 4). La etapa 574 de entrelazado y la etapa 576 de unión pueden comprender además uno o más de compactar, consolidar y curar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas y las capas 106 de material compuesto. El método 570 comprende además la etapa 578 de usar el laminado 10 híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura 104 de material compuesto para reforzar y alejar la carga 534 del área 230 de reparación en la estructura 104 de material compuesto.

En otra realización de la divulgación, se proporciona un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 18) para mitigar o eliminar áreas de distorsión 268 de fibra (véase Figura 17) en una estructura 104 de material compuesto que usa capas 122 de hoja de molibdeno (véase Figura 18). La Figura 17 es una ilustración de un diagrama esquemático de una estructura 104 de material compuesto que tiene áreas de distorsión 268 de fibra. La figura 17 muestra una estructura 260 de material compuesto precurada o curada que tiene fibras 262 y que tiene una configuración en forma de T y una sección transversal no uniforme. La figura 17 muestra además la estructura 260 de material compuesto precurada o curada unida a una estructura 104 de material compuesto, tal como una estructura 264 de material compuesto no curada que tiene fibras 266 y que tiene una sección transversal uniforme. Cuando la estructura 260 de material compuesto precurada o curada se une a la estructura 264 de material compuesto no curado, las diferencias de presión entre la estructura 260 de material compuesto precurado o curado y la estructura 264 de material compuesto no curado pueden producir arrugas en las capas 106 de material compuesto y ondas de arco de fibras 266 que pueden resultar en áreas 268 de distorsión de la fibra (véase Figura 17).

La Figura 18 es una ilustración de un diagrama esquemático de otra de las realizaciones de un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno de la divulgación en la que las capas 122 de hoja de molibdeno actúan como estabilizadores 270 de fibra para mitigar o eliminar las áreas de distorsión 268 de fibra (véase Figura 17). La Figura 18 muestra la estructura 260 de material compuesto precurada o curada que tiene fibras 262, y que tiene una configuración en forma de T y una sección transversal no uniforme. La figura 18 muestra además la estructura 260 de material compuesto precurado o curado unida a una estructura 104 de material compuesto, tal como una estructura 264 de material compuesto no curado que tiene fibras 266 y que tiene una sección transversal uniforme. En esta realización, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie (véase Figura 18) se pueden agregar a la estructura 264 de material compuesto no curado, o curado donde la estructura 260 de material compuesto precurada o curada se une a la estructura 264 de material compuesto no curada. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 suficiente de molibdeno (véase Figura 4) y una resistencia 126 suficiente de molibdeno (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie (véase Figura 18) actúen como estabilizadores 270 de fibra (véase Figura 18) mitigan o eliminan la distorsión 268 de la fibra (véase figura 17) en la estructura 104 de material compuesto (véase figura 18), como la estructura 264 de material compuesto no curada, y dando como resultado fibras 272 estabilizadas (véase figura 18) en la estructura 104 de material compuesto. En particular, la rigidez 124 adicional de molibdeno mitiga o elimina las ondas de arco de las fibras 266 (véase figura 17), que a su vez mitiga o elimina áreas de distorsión de fibra 268 (véase figura 17). Además, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) para aprovechar una resistencia a la tensión 116 de fibra (véase figura 4) y una rigidez 118 de fibra (véase figura 4) de fibras 110 fuera de eje (véase Figura 4) en capas 106 de material compuesto adyacentes (véase Figura 18) a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie.

Cada laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 18) comprende una pluralidad de capas 106 de material compuesto (véase Figura 18), y cada capa 106 de material compuesto comprende un material 108 polimérico reforzado con fibra (véase Figura 4). Preferiblemente, la capa 106 de material compuesto comprende una capa de material a base de grafito/resina. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una o más capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas entre las capas 106 de material compuesto. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una o más capas 134 adhesivas (véase Figura 18) dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno se puede usar en una estructura 104 de material compuesto y mitiga o elimina áreas de distorsión 268 de fibra en la estructura 104 de material compuesto.

En otra realización, se proporciona un método 600 para mitigar la distorsión de la fibra en una estructura 104 de material compuesto utilizando capas 122 de hoja de molibdeno. La figura 29 es un diagrama de flujo que ilustra una de las realizaciones de ejemplo del método 600 para mitigar la distorsión de la fibra. El método 600 comprende la etapa 602 de tratar una superficie 125a o 125b (véase Figura 6) de cada una de una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno. El tratamiento de la superficie 125a o 125b de las capas 122 de hoja de molibdeno puede comprender uno o más tratamientos de superficie que comprenden tratamientos sol gel de superficie, pintura a base de agua sol gel, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, ablación por láser, limpieza química, grabado químico u otro tratamiento de superficie adecuado.

El método 600 comprende además la etapa 604 de entrelazar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas 106 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno actúan como estabilizadores 270 de fibra (véase Figura 18), mitigando la distorsión de fibra 268 (véase Figura 17) en una estructura 104 de material compuesto. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen una rigidez 124 suficiente de molibdeno para aprovechar una resistencia a la tensión 116 de fibra y una rigidez 118 de fibra de fibras de las 110 fuera del eje en capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno. Las capas 122 de hoja de molibdeno tienen además una rigidez 124 suficiente de molibdeno y una resistencia 126 suficiente de molibdeno para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como estabilizadores 270 de fibra mitigando la distorsión 268 de fibra en la estructura 104 de material compuesto.

El método 600 comprende además la etapa 606 de unión con una capa 134 adhesiva cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a las capas 106 de material compuesto adyacentes para formar un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 18) que tiene un límite elástico 102 mejorado (véase Figura 4). La etapa 604 de entrelazado y la etapa 606 de unión pueden comprender además uno o más de compactar, consolidar y curar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas y las capas 106 de material compuesto. El método 600 comprende además la etapa 608 de usar el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno en la estructura 104 de material compuesto para mitigar la distorsión 268 de la fibra en la estructura 104 de material compuesto.

La figura 19 es un diagrama de flujo que ilustra una de las realizaciones de ejemplo de un método 300 para formar un laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno (véase Figura 4) o una superposición 101 o 150 de laminado de molibdeno (véase figuras 5-6). El método 300 comprende la etapa 302 de tratar una superficie 125a o 125b (véase Figura 6) de cada una de una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno o de cada una de la pluralidad de hojas 123 de molibdeno (véase Figura 6). La capa 122 de hoja de molibdeno o la hoja 123 de molibdeno se trata preferiblemente en la superficie para mejorar la unión entre la capa 122 de hoja de molibdeno o la hoja 123 de molibdeno y una capa 106 de material compuesto adyacente (véase Figura 4). La superficie 125a o 125b de la capa 122 de hoja de molibdeno o la hoja 123 de molibdeno puede tratarse con un proceso de tratamiento de superficie que comprende tratamientos sol gel de superficie, pintura a base de agua sol gel, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, ablación por láser, limpieza química, grabado químico u otro tratamiento de superficie adecuado.

El método 300 comprende además la etapa 304 de entrelazar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas 106 de material compuesto. Preferiblemente, cada capa 106 de material compuesto comprende un material 108 polimérico reforzado con fibra (véanse las figuras 4, 5). Preferiblemente, la capa 106 de material compuesto comprende una capa de material a base de grafito/resina. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie aprovechan la resistencia a la tensión 116 de la fibra (véase figura 4) y la rigidez 118 de la fibra (véase figura 4) de las fibras 110 fuera del eje (véase figura 4) en capas 106 de material compuesto adyacentes a través de Efectos de Poisson en la superficie tratada con capas 122 de hoja de molibdeno. En una realización con la superposición 101 de laminado de molibdeno (véase Figura 5), dos o más de las capas 106 de material compuesto pueden tener cada una, una porción 144 recortada (véase Figura 5) que comprende una hoja 123 de molibdeno tratada en la superficie, y para esta realización, el método 300 puede comprender además unos bordes 148 interiores escalonados (véase Figura 5) de las porciones 144 recortadas para evitar una superposición de dos o más bordes 148 interiores para proporcionar una distribución mejorada de la carga por parte de la hoja 123 de molibdeno.

El método 300 comprende además la etapa 306 de unión con una capa 134 adhesiva (véase Figura 4), cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a las capas 106 de material compuesto adyacentes para formar el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene un límite elástico 102 mejorado (véase Figura 4). En una realización con la superposición 101 de laminado de molibdeno (véase Figura 5), el método 300 puede comprender además la unión con una capa 134 adhesiva cada una de las láminas 123 de molibdeno tratadas en la superficie de la hoja de molibdeno que contienen las capas 146 a las capas 106 de material compuesto adyacentes para formar la superposición 101 del laminado de molibdeno. La etapa 304 de entrelazado y/o la etapa 306 de unión del método 300 pueden comprender además uno o más de compactación, consolidación y curado de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazada u hojas 123 de molibdeno y las capas 106 de material compuesto. Por ejemplo, la consolidación y el curado pueden llevarse a cabo a través del procesamiento en autoclave, el procesamiento de bolsas al vacío u otro proceso conocido. El procesamiento en autoclave implica el uso de un recipiente a presión para autoclave que proporciona condiciones de curado para un material compuesto, y se puede controlar la aplicación de vacío, presión, velocidad de calentamiento y temperatura de curado.

El método 300 comprende además la etapa 308 de usar el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno o la superposición 101 o 150 de laminado de molibdeno en una estructura 104 de material compuesto (véase figura 4), tal como una estructura 10 de aeronave (véase figura 1).

En otra realización, el método 300 puede comprender además después de usar el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno en una estructura 104 de material compuesto, acoplando el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno a uno o más dispositivos 168 sensores eléctricos (véase Figura 16) para impulsar la corriente 170 (véase Figura 16) a través de las capas 122 de hoja de molibdeno, monitorizando cualquier cambio en el flujo de la corriente 170 eléctrica a través de las capas 122 de hoja de molibdeno y obteniendo los datos 254 de salud estructural (véase Figura 16) de la estructura 104 de material compuesto.

Como se discutió en detalle anteriormente, en una realización, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie usadas en el método 300 pueden tener una conductividad 128 eléctrica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúen como un bus 160 eléctrico (véase Figura 16) en una estructura 10 de aeronave, dando como resultado un peso global reducido de la estructura 10 de aeronave (véase Figura 1). Como se discutió en detalle anteriormente, en otra realización, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie usadas en el método 300 pueden tener una resistencia 126 de molibdeno suficiente (véase figura 4), una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase figura 4) y una suficiente conductividad 128 eléctrica de molibdeno (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como una viga 240 de quilla de aeronave (véase Figura 15) y una vía 242 de retorno de corriente que dispersa la corriente 184 eléctrica (véase Figura 15) de un rayo 180 (véase figura 15) en una estructura 104 de material compuesto (véase figura 4), tal como una estructura 10 de aeronave (véase figura 1).

Como se discutió en detalle anteriormente, en otra realización, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie usadas en el método 300 pueden tener una conductividad 128 eléctrica suficiente del molibdeno (véase Figura 4) y una conductividad 130 térmica del molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como vías 186 de disipación de energía eléctrica (véase Figura 9) mejorando la atenuación del del rayo 180 (véase Figura 9) de una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4). Como se discutió en detalle anteriormente, en otra realización, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie usadas en el método 300 pueden tener un punto 132 de fusión de molibdeno suficiente (véase Figura 4) y una conductividad 130 térmica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) que permitan que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como barreras 198 de penetración térmica y vías 196 de disipación de energía térmica (véase Figura 10) mejorando la resistencia al impacto térmico de la estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4).

Como se discutió en detalle anteriormente, en otra realización, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie utilizadas en el método 300 pueden tener una conductividad 130 térmica de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como controladores 226 térmicos y de temperatura (véase Figura 13) mejorando un ciclo de curado, tal como mejorando las características del ciclo de curado, de la estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4). Como se discutió en detalle anteriormente, en otra realización, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie usadas en el método 300 pueden tener una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase Figura 4) y una resistencia 126 de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como vías 206 de disipación de carga (véase Figura 11) , lo que mejora la durabilidad al impacto de la estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4).

Como se discutió en detalle anteriormente, en otra realización, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie usadas en el método 300 pueden tener una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase Figura 4) y una resistencia 126 de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como vías 215 de dirección de carga (véase Figuras 12A-12B) para dirigir la carga 214 (véase Figuras 12A-12B) alrededor de las áreas 210 que no llevan carga (véase Figuras 12A-12B) en la estructura 104 de material compuesto (véase figuras 12A-12b). Como se discutió en detalle anteriormente, en otra realización, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie usadas en el método 300 pueden tener una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase Figura 4) y una resistencia 126 de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como elementos 236 de refuerzo (véase Figuras 14A-14B) y vías 235 de extracción de carga (véase Figuras 14A-14B) que refuerzan y extraen la carga 234 (véase Figura 14A) lejos de un área 230 de reparación (véase figuras 14A-14B) en la estructura 104 de material compuesto (véase figuras 14A-14B). Como se discutió en detalle anteriormente, en otra realización, las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie usadas en el método 300 pueden tener una rigidez 124 de molibdeno suficiente (véase Figura 4) y una resistencia 126 de molibdeno suficiente (véase Figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno actúen como estabilizadores 270 de fibra (véase Figura 18) entre una estructura 262 de material compuesto curada (véase Figura 18) y una estructura 264 de material compuesto no curado (véase Figura 18).

El método 300 es una realización de formación del laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno o superposición 101 de laminado de molibdeno descrito en el presente documento. Sin embargo, el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno o la superposición 101 de laminado de molibdeno se pueden hacer por cualquiera de varios métodos. En el caso de materiales compuestos termoplásticos, se prefiere que los laminados se preparen colocando sucesivamente largas tiras de cintas fibrosas preimpregnadas de resina termoplástica ("prepregs"), por medio de un cabezal de aplicación termoplástico, directamente sobre la superficie exterior tratada de una hoja. Al colocar tiras de cinta una al lado de la otra mientras se consolida mediante la aplicación de calor y presión, se produce una capa continua de material compuesto con fibras orientadas en paralelo. Después de eso, otra capa o capas de material compuesto se pueden colocar encima de la primera capa, dependiendo de las propiedades necesarias del laminado. La capa o capas forman una capa de compuesto. Luego, una capa de lámina se extiende sobre la capa compuesta consolidada y se adhiere, por ejemplo, mediante fusión por calor, al compuesto. Después de eso, se forma una capa siguiente de compuesto orgánico sobre la lámina metálica colocando una capa o capas, como se describe anteriormente. Finalmente, después de establecer el número predeterminado de capas de lámina metálica y matriz polimérica orgánica, se aplica una capa exterior de lámina metálica. Las capas externas de lámina protegen el compuesto orgánico subyacente de los laminados híbridos del medio ambiente y el ataque de los fluidos. Métodos alternativos de fabricación también son útiles. Por ejemplo, todas las capas del laminado híbrido pueden apilarse en un autoclave o prensa, sin prefusión de capas, y luego pueden fusionarse con calor y presión aplicados en un laminado unitario.

La Figura 20 es un diagrama de flujo que ilustra otra de las realizaciones de ejemplo de un método 400 para monitorizar la salud estructural de una estructura 104 de material compuesto (véase Figura 4) como una estructura 10 de aeronave (véase Figura 1), utilizando capas 122 de hoja de molibdeno (véase figura 4). El método 400 comprende la etapa 402 de tratar una superficie 125a o 125b (véase Figura 6) de cada una de una pluralidad de capas 122 de hoja de molibdeno. La capa 122 de hoja de molibdeno se trata superficialmente para mejorar la unión entre la capa 122 de hoja de molibdeno y una capa 106 de material compuesto adyacente (véase Figura 4). La superficie 125a o 125b de la capa 122 de hoja de molibdeno puede tratarse con un proceso de tratamiento de superficie que comprende tratamiento de superficie sol gel, pintura sol gel a base de agua, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, ablación por láser, limpieza química, grabado químico, u otro proceso de tratamiento de superficie adecuado.

El método 300 comprende además la etapa 404 de entrelazar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas 106 de material compuesto. Preferiblemente, cada capa 106 de material compuesto comprende un material 108 polimérico reforzado con fibra (véase figuras 4, 5). Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie tienen una rigidez 124 del molibdeno suficiente (véase Figura 4) para aprovechar la resistencia a la tensión 116 de la fibra (véase Figura 4) y la rigidez 118 de la fibra (véase Figura 4) de las fibras 110 fuera de eje (Ver Figura 4) en capas 106 de material compuesto adyacentes a través de los efectos de Poisson en las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie. Las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie están preferiblemente separadas unas de otras y tienen una conductividad 128 eléctrica de molibdeno suficiente (véase figura 4) para permitir que las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie actúen como un bus 160 eléctrico (véase figura 16). El laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno comprende además una pluralidad de capas 134 adhesivas dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas 106 de material compuesto y las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie.

El método 400 comprende además la etapa 406 de unión con una capa 134 adhesiva (véase Figura 16), cada una de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a las capas 106 de material compuesto adyacentes forman el laminado 100 híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene un límite elástico 102 mejorado (véase Figura 4). La etapa 404 de entrelazado y/o la etapa 406 de unión del método 400 pueden comprender además uno o más de compactar, consolidar y curar las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazada y las capas 106 de material compuesto. Por ejemplo, la consolidación y el curado pueden llevarse a cabo a través del procesamiento en autoclave u otro proceso conocido.

El método 400 comprende además la etapa 408 de acoplar uno o más dispositivos 168 sensores eléctricos (véase Figura 16) a uno o más laminados 100 híbridos de materiales compuestos de molibdeno. El método 400 comprende además la etapa 410 de conducir la corriente eléctrica 170 (véase Figura 16) a través de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con uno o más dispositivos 168 sensores eléctricos. El método 400 comprende además la etapa 412 de monitorizar cualquier cambio en el flujo 172 de corriente eléctrica (véase Figura 16) a través de las capas 122 de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con uno o más dispositivos 168 sensores eléctricos. El método 400 comprende además la etapa 414 de obtener los datos 254 de salud estructural (véase Figura 16) de la estructura 104 de material compuesto a través de una o más señales 252 (véase Figura 16) de uno o más dispositivos 168 sensores eléctricos. Los datos 254 de salud estructural pueden comprender uno o más de detección de rayos, inicio de fallas estructurales, propagación de fallas estructurales, deterioro potencial, deterioro real, datos de salud estructurales detectados mediante la interrupción total o parcial de la corriente eléctrica u otros datos de salud estructural adecuados.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un laminado (100) híbrido de material compuesto de molibdeno que comprende:

una pluralidad de capas (106) de material compuesto;

una pluralidad de capas (122) de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas entre las capas de material compuesto, en donde la capa de hoja de molibdeno se trata en la superficie a través de uno o más tratamientos de superficie seleccionados del grupo que comprende el tratamiento de la superficie sol gel, pintura sol gel a base de agua, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, limpieza química, ablación por láser y grabado químico; y

una pluralidad de capas (134) adhesivas dispuestas entre y uniendo capas adyacentes de las capas de material compuesto y las capas de hoja de molibdeno;

y en donde dos o más de las capas (106) de material compuesto tienen cada una una porción (144) recortada de hoja (123) de molibdeno tratada en la superficie, y las porciones (144) recortadas tienen bordes (148) interiores que están escalonados para evitar un recubrimiento de dos o más bordes (148) interiores.

2. El laminado de la reivindicación 1, en el que la capa de material compuesto comprende un material polimérico reforzado con fibra.

3. El laminado de la reivindicación 1, en el que el laminado (100) está acoplado a uno o más dispositivos (168) sensores eléctricos que conducen la corriente eléctrica a través de las capas (122) de hoja de molibdeno y que monitorizan cualquier cambio en el flujo de la corriente eléctrica a través de las capas (122) de hoja de molibdeno para obtener datos de salud estructurales de una estructura de material compuesto.

4. Un método (300) para formar un laminado (100) híbrido de material compuesto de molibdeno, comprendiendo el método:

tratar (302) una superficie de cada una de una pluralidad de capas de hoja de molibdeno, en donde el tratamiento de la superficie de las capas de hoja de molibdeno comprende uno o más tratamientos de superficie seleccionados del grupo que comprende el tratamiento de superficie sol gel, pintura sol gel a base de agua, granallado, lijado, arenado, limpieza con solvente, abrasión, ablación por láser, limpieza química y grabado químico; entrelazando (304) las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie con una pluralidad de capas de material compuesto;

y, unir (306) con una capa adhesiva cada una de las capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie a capas de material compuesto adyacentes para formar un laminado híbrido de material compuesto de molibdeno que tiene un límite elástico mejorado;

y en la que dos o más de las capas (106) de material compuesto tienen cada una, una porción (144) recortada de hoja (123) de molibdeno para el tratamiento de la superficie, y en la que el método comprende además bordes (148) interiores escalonados de las porciones (144) recortadas para evitar una superposición de dos o más bordes (148) interiores.

5. El método de la reivindicación 4, que comprende además usar el laminado híbrido de material compuesto de molibdeno en una estructura de material compuesto.

6. El método de la reivindicación 5, que comprende además después de usar el laminado en una estructura de material compuesto, acoplar el laminado a uno o más dispositivos sensores eléctricos para conducir la corriente eléctrica a través de las capas de hoja de molibdeno, monitorizando cualquier cambio en el flujo de la corriente eléctrica a través de las capas de hoja de molibdeno, y obteniendo datos de salud estructural de la estructura de material compuesto.

7. El método de la reivindicación 4, en el que el entrelazamiento y la unión comprenden además uno o más de compactar, consolidar y curar capas de hoja de molibdeno tratadas en la superficie entrelazadas y capas de material compuesto.