PL235435B1 - Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel-aluminium i laminat aluminium-węgiel-aluminium - Google Patents
Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel-aluminium i laminat aluminium-węgiel-aluminium Download PDFInfo
- Publication number
- PL235435B1 PL235435B1 PL407557A PL40755714A PL235435B1 PL 235435 B1 PL235435 B1 PL 235435B1 PL 407557 A PL407557 A PL 407557A PL 40755714 A PL40755714 A PL 40755714A PL 235435 B1 PL235435 B1 PL 235435B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- aluminum
- carbon
- sheets
- laminate
- aluminium
- Prior art date
Links
- -1 aluminium-carbon-aluminium Chemical compound 0.000 title claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 31
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 75
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 73
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 25
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 23
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 21
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 18
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 16
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 claims description 13
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 16
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 16
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 15
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 12
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 11
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 11
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 9
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- RFAZFSACZIVZDV-UHFFFAOYSA-N butan-2-one Chemical compound CCC(C)=O.CCC(C)=O RFAZFSACZIVZDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 8
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CTKINSOISVBQLD-UHFFFAOYSA-N Glycidol Chemical compound OCC1CO1 CTKINSOISVBQLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005282 brightening Methods 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 6
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 5
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- RXKWQCWLAFDTDP-UHFFFAOYSA-N C=O.C1(=CC=CC=C1)O.C(C1CO1)OCC1CO1 Chemical compound C=O.C1(=CC=CC=C1)O.C(C1CO1)OCC1CO1 RXKWQCWLAFDTDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- RQMIWLMVTCKXAQ-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[C] Chemical compound [AlH3].[C] RQMIWLMVTCKXAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel-aluminium i laminat aluminium-węgiel-aluminium.
Dotychczas znane są laminaty aluminium-szkło-aluminium Glare® oraz aluminium-kevlar-aluminium Arall®. Poszukiwanie nowych rozwiązań technologicznych czy materiałowych uwarunkowane jest dążeniem do minimalizacji kosztów wytwarzania z zachowaniem właściwej jakości wyrobu oraz opracowaniu nowych materiałów konstrukcyjnych o świadomie konstytuowanych właściwościach. Nowoczesne rozwiązania materiałowe, które mogą być zastosowane w lotnictwie powinny bazować na wyższej odporności na wytrzymałość i atrakcyjności zarówno pod względem bezpieczeństwa jak i względów ekonomicznych. Połączenie aluminium i warstwy kompozytu polimerowego na bazie żywicy epoksydowej i włókien węglowych posiada korzystne właściwości wytrzymałościowe, w szczególności dzięki wysokiej sztywności włókien węglowych oraz właściwości odpornościowych na uderzenia.
Znane są z polskich opisów patentowych nr PL162006 i PL183754 metody wytwarzania laminatów i laminaty, jednakże dotyczą one laminatów polimer-metal-polimer i tytan-ceramika.
Z patentu europejskiego nr EP0056288 znany jest laminat warstwowy zawierający dwie cienkie blachy aluminium po obróbce cieplnej oraz kompozyt polimerowy na bazie włókien kevlarowych, które charakteryzują się wysoką wartością modułu sprężystości pomiędzy 50 GPa a 250 GPa. Autorzy patentów opisali sposób wytwarzania laminatu jako naprzemienne ułożenie kilku warstw materiału organicznego i aluminium. Materiały tego typu bazujące na organicznych włóknach nie mogą być stosowane w wysokich temperaturach, zazwyczaj powyżej 120°C do 130°C.
Europejski patent nr EP0312150 opisuje wykorzystanie włókien węglowych, aramidowych, polietylenowych lub szklanych w formie włókien ciągłych ułożonych równolegle do siebie, w co najmniej jednym kierunku w połączeniu z warstwą kleju termoplastycznego.
W europejskim zgłoszeniu patentowym nr EP0323660 zastrzeżony jest proces wytwarzania elementów w konstrukcjach kadłuba samolotu zawierających wielowarstwową płytę kompozytową wytworzoną z użyciem żywic termoutwardzalnych, na bazie żywic epoksydowych. Dla opisywanych kompozytowych płyt laminatów określa się te kompozyty jako Glare®.
W zgłoszeniu patentowym europejskim nr EP0312151 opisane jest wykorzystanie wielowarstwowego laminatu na bazie włókien szklanych do wykorzystania w przemyśle lotniczym i kosmonautyce.
Aktualny stan wiedzy na temat procesów wytwarzania, charakterystyki i zastosowania złożonych laminatów zawierających aluminium-włókna szklane został opisany między innymi w artykule „Fibre Metal Laminates for High Capacity Aircraft, przez A. Vlot, L. B. Vogelesangand T. J. de Vries, 30th International SAMPE Technical Conference, październik 20 24, 1998, strona 456-470, jak również w artykule The Residual Strength of Fibre Metal Laminates: Glare 2 and Glare 3, by C. A. J. R. Vermeeren, 30th International SAMPE Technical Conference, Październik 20 24, 1998, strony 471-482. Natomiast w artykule „A review on the development and properties of continuous fiber/epoxy/aluminum hybrid composites for aircraft structures” Edsona Cocchieri Botelho, i innych, Materials Research, Vol. 9, No. 3, str. 247-256, 2006, autorzy przedstawili laminaty metalowo-włókniste, opisując wytwarzanie oraz porównanie właściwości wytrzymałościowych. Laminaty aluminium-włókna węglowe wykazały wyższą wartość modułu Younga niż laminaty zawierające włókna szklane, która wyniosła 58.9±2 GPa, natomiast wytrzymałość na rozciąganie wynosiła około 420 MPa.
Kompozytowe laminaty wielowarstwowe zazwyczaj składają się z N cienkich blach stopu aluminium poddanych anodowaniu w kwasach chromowym, siarkowym czy fosforowym ułożonych naprzemiennie z N-1 warstwami żywicy epoksydowej wzmacnianej włóknami szklanymi. Arkusze zawierające włókna węglowe przesączone żywicą mogą być nazywane „prepregami”. Blachy aluminiowe układane naprzemiennie z warstwami polimerowymi wzmacnianymi włóknami węglowymi w taki sposób, że po zewnętrznych stronach gotowego laminatu znajdują się arkusze aluminiowe tworząc wielowarstwowy laminat kompozytowy. W laminatach wykorzystane są zazwyczaj stopy aluminium opisane w normie PN-EN 573-3 i PN-79/H-82160 należące do serii 2xxx i 7xxx, a szczególnie stop 2024 EN-AW AICu4Mg1 w stanie T3. Grubość omawianych cienkich blach stopu aluminium wynosi 0,3 mm i 0,5 mm.
Istotą sposobu wytwarzania laminatu aluminium-węgiel aluminium, według wynalazku, jest to, że dwa arkusze blachy aluminiowej o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm poddaje się procesowi utleniania anodowego w wodnym roztworze kwasu chromowego lub kwasu siarkowego, po czym na powierzchnię blach aluminiowych nakłada się warstwę środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych
PL 235 435 B1 żywic polimerowych. Następnie na jedną z blach aluminiowych nakłada się kolejno po sobie cztery warstwy kompozytu epoksydowo-węglowego o grubości każda 0,131 mm w kierunkach ułożenia włókien węglowych 0/0/0/0° lub może być inna konfiguracja +45/+45/-45/-45°, przykrywając drugą blachą aluminiową, po czym nałożone na siebie warstwy układa się na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odsysa się powietrze do podciśnienia 0,08 MPa. Następnie całość utwardza się w komorze autoklawu w zakresie temperatur od 135°C do 180°C oraz ciśnieniu w zakresie 0,4 do 0,7 MPa w czasie od 4 do 6 h, przy czym nagrzewanie i chłodzenie wewnątrz komory autoklawu przebiega z prędkością 2°C/min.
Istotą laminatu aluminium-węgiel-aluminium, według wynalazku, jest to, że składa się z dwóch arkuszy blachy aluminiowej o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm, które pokryte są od wewnętrznej strony warstwą anodowaną. Na warstwie anodowanej znajduje się warstwa środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych żywic polimerowych, a pomiędzy warstwami znajduje się kompozyt epoksydowo-węglowy utworzony z czterech warstw epoksydowo-węglowych o grubości każda 0,131 mm.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest otrzymanie laminatu o wysokich właściwościach wytrzymałości na rozciąganie, nie posiadający porowatości oraz tym, że do blachy aluminiowej poddanej anodowaniu z nałożonym środkiem uaktywniającym powierzchnię dobrze przylega warstwa kompozytu epoksydowo-węglowego.
Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym widoczny jest przekrój poprzeczny laminatu aluminium-węgiel-aluminium.
P r z y k ł a d 1
Dwa arkusze blachy 1 aluminiowej o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,3 mm poddano procesowi utleniania anodowego w wodnym roztworze kwasu chromowego metodą elektrochemiczną, czyli anodowanie, gdzie dla kwasu chromowego przebiega w sposób następujący: oczyszczenie i odtłuszczanie wstępne blach aluminiowych, odtłuszczanie alkaliczne, płukanie i trawienie w kąpieli sulfochramowej, płukanie, anodowanie w kwasie chromowym (bezwodnik kwasu chromowego) w temperaturze 38°-42°C przy napięciu ~20V oraz w czasie ~45minut, płukanie i suszenie, gdzie warstwa porowata zawiera warstwę porów o wielkości 20 μm po czym na powierzchnię blach aluminiowych nałożono warstwę 3 środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych żywic polimerowych o udziale masowym alkohol diacetonowy 35%, keton metylowo-etylowy (Butanon) 25%, tetrahydrofuran 20%, 1-metoksypropan-2-ol 5%, żywica epoksydowa 5%, woda 5%, eter 3-(trimetoksysililo) propyloglicydylowy 1%, żywica fenolowo-formaldehydowa 1%, eter glicydowy polimeru fenolowo-formaldehydowego 1%, chromian strontu (VI) 1%, alkohol metylowy 1%.
Następnie na jedną z blach aluminiowych nałożono kolejno po sobie cztery warstwy 4a kompozytu 4 epoksydowo-węglowego o grubości każda 0,131 mm w kierunkach ułożenia włókien węglowych 0/0/0/0° przykrywając drugą blachą aluminiową. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia 0,08 MPa. Całość utwardzono w komorze autoklawu w temperaturze +135°C oraz ciśnieniu 0,4 MPa. Nagrzewanie i chłodzenie wewnątrz komory autoklawu przebiegało z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie 4 godzin Chłodzenie następowało z prędkością 2°C/min. Po zakończeniu procesu utwardzania otrzymano laminat aluminium-węgiel-aluminium. Laminat charakteryzuje się takimi parametrami wytrzymałościowymi jak: moduł Young’ 100 GPa i wytrzymałość na rozciąganie 1200 MPa.
P r z y k ł a d 2
Dwa arkusze blachy 1 aluminiowej wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,5 mm podano procesowi utleniania anodowego w wodnym roztworze kwasu chromowego Metodę elektrochemiczną, czyli anodowanie, gdzie dla kwasu chromowego przebiega w sposób następujący: oczyszczenie i odtłuszczanie wstępne blach aluminiowych, odtłuszczanie alkaliczne, płukanie i trawienie w kąpieli sulfochromowej, płukanie, anodowanie w kwasie chromowym (bezwodnik kwasu chromowego) w temperaturze 38°-42°C przy napięciu «20V oraz w czasie ~45 minut, płukanie i suszenie, gdzie warstwa porowata zawiera warstwę porów o wielkości 20 μm, po czym na powierzchnię blach aluminiowych nałożono warstwę 3 środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych żywic polimerowych o udziale masowym alkohol diacetonowy 35%, keton metylowo-etylowy (Butanon) 25%, tetrahydrofuran 20%, 1-metoksypropan-2-ol 5%, żywica epoksydowa 5%, woda 5%, eter 3-(trimetoksysililo) propyloglicydylowy 1%, żywica fenolowo-formaldehydowa 1%, eter glicydowy polimeru fenolowo-formaldehydowego 1%, chromian strontu (VI) 1%, alkohol metylowy 1%.
PL 235 435 B1
Następnie na jedną z blach aluminiowych nałożono kolejno po sobie cztery warstwy 4a kompozytu 4 epoksydowo-węglowego o grubości każda 0,131 mm w kierunkach ułożenia włókien węglowych 0/0/0/0°, przykrywając drugą blachą aluminiową. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia 0,08 MPa. Całość utwardzono w komorze autoklawu w temperaturze +135°C oraz ciśnieniu 0,4 MPa. Nagrzewanie i chłodzenie wewnątrz komory autoklawu przebiegało z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie około 4 godzin. Po zakończeniu procesu utwardzania otrzymano laminat aluminium-węgiel-aluminium. Laminat charakteryzuje się takimi parametrami wytrzymałościowymi jak: moduł Young’a 90GPa i wytrzymałość na rozciąganie 1000 MPa.
P r z y k ł a d 3
Dwa arkusze blachy 1 aluminiowej o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,5 mm poddano procesowi utleniania anodowego w wodnym roztworze kwasu chromowego metodą elektrochemiczną, czyli anodowanie, gdzie dla kwasu chromowego przebiega w sposób następujący: oczyszczenie i odtłuszczanie wstępne blach aluminiowych, odtłuszczanie alkaliczne, płukanie i trawienie w kąpieli sulfochromowej, płukanie, anodowanie w kwasie chromowym (bezwodnik kwasu chromowego) w temperaturze 38°-42°C przy napięciu ~20 V oraz w czasie ~45 minut, płukanie i suszenie, gdzie warstwa porowata zawiera warstwę porów o wielkości 20 μm, po czym na powierzchnię blach aluminiowych nałożono warstwę 3 środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych żywic polimerowych o udziale masowym alkohol diacetonowy 35%, keton metylowo-etylowy (Butanon) 25%, tetrahydrofuran 20%, 1-metoksypropan-2-ol 5%, żywica epoksydowa 5%, woda 5%, eter 3-(trimetoksysililo) propyloglicydylowy 1%, żywica fenolowo-formaldehydowa 1%, eter glicydowy polimeru fenolowo-formaldehydowego 1%, chromian strontu (VI) 1%, alkohol metylowy 1%.
Następnie na jedną z blach aluminiowych nałożono kolejno po sobie cztery warstwy 4a kompozytu 4 epoksydowo-węglowego o grubości każda 0,131 mm w kierunkach ułożenia włókien węglowych +45/+45/-45/-45° przykrywając drugą blachą aluminiową. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia 0,08 MPa. Całość utwardzono w komorze autoklawu temperaturze +135°C oraz ciśnieniu 0,4 MPa. Nagrzewanie i chłodzenie wewnątrz komory autoklawu przebiegało z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie około 4 godzin. Chłodzenie następuje z prędkością 2°C/min. Po zakończeniu procesu utwardzania otrzymano laminat aluminium-węgiel-aluminium. Laminat charakteryzuje się takimi parametrami wytrzymałościowymi jak: moduł Young’ a 50 GPa i wytrzymałość na rozciąganie od 320 MPa.
P r z y k ł a d 4
Dwa arkusze blachy 1 aluminiowej o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,5 mm poddaje się procesowi utleniania anodowego w wodnym roztworze kwasu siarkowego, metodę elektrochemiczną, czyli anodowanie, gdzie dla kwasu chromowego przebiega w sposób następujący: oczyszczenie i odtłuszczanie wstępne blach aluminiowych, trawienie w wodorotlenku sodu, płukanie, rozjaśnianie w kwasie azotowym (V), płukanie, anodowanie w kwasie siarkowym w temperaturze 10-15°C, przy napięciu 13-24 V w czasie 19-24 minut, płukanie, wypełnianie dwuchromianem potasu, płukanie i suszenie, gdzie warstwa porowata zawiera warstwę porów o wielkości 10 μm po czym na powierzchnię blach aluminiowych nałożono warstwę 3 środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych żywic polimerowych o udziale masowym alkohol diacetonowy 35%, keton metylowo-etylowy (Butanon) 25%, tetrahydrofuran 20%, 1-metoksypropan-2-ol 5%, żywica epoksydowa 5%, woda 5%, eter 3-(trimetoksysililo) propyloglicydylowy 1%, żywica fenolowo-formaldehydowa 1%, eter glicydowy polimeru fenolowoformaldehydowego 1%, chromian strontu (VI) 1%, alkohol metylowy 1%.
Następnie na jedną z blach aluminiowych nałożono kolejno po sobie cztery warstwy 4a kompozytu 4 epoksydowo-węglowego o grubości każda 0,131 mm w kierunkach ułożenia włókien węglowych 0/0/0/0°, przykrywając drugą blachą aluminiową. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia 0,08 MPa. Całość utwardzono w komorze autoklawu w temperaturze +135°C oraz ciśnieniu w 0,4 MPa. Nagrzewanie i chłodzenie wewnątrz komory autoklawu przebiegało z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie około 4 godzin Po zakończeniu procesu utwardzania otrzymano laminat aluminium-węgiel-aluminium. Laminat charakteryzuje się takimi parametrami wytrzymałościowymi jak: moduł Young’a 80 GPa i wytrzymałość na rozciąganie 1000 MPa.
PL 235 435 B1
P r z y k ł a d 5
Dwa arkusze blachy 1 aluminiowej o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,3 mm poddano procesowi utleniania anodowego w wodnym roztworze kwasu chromowego metodą elektrochemiczną, czyli anodowanie, gdzie dla kwasu chromowego przebiega w sposób następujący: oczyszczenie i odtłuszczanie wstępne blach aluminiowych, trawienie w wodorotlenku sodu, płukanie, rozjaśnianie w kwasie azotowym (V), płukanie, anodowanie w kwasie siarkowym w temperaturze 10-15°C, przy napięciu 13-24 V w czasie 19-24 minut, płukanie, wypełnianie dwuchromianem potasu, płukanie i suszenie, gdzie warstwa porowata zawiera warstwę porów o wielkości 20 μm, po czym na powierzchnię blach aluminiowych nałożono warstwę 3 środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych żywic polimerowych o udziale masowym alkohol diacetonowy 35%, keton metylowo-etylowy (Butanon) 25%, tetrahydrofuran 20%, 1-metoksypropan-2-ol 5%, żywica epoksydowa 5%, woda 5%, eter 3-(trimetoksysililo) propyloglicydylowy 1%, żywica fenolowo-formaldehydowa 1%, eter glicydowy polimeru fenolowo-formaldehydowego 1%, chromian strontu (VI) 1%, alkohol metylowy 1%.
Następnie na jedną z blach aluminiowych nałożono kolejno po sobie cztery warstwy 4a kompozytu 4 epoksydowo-węglowego o grubości każda 0,131 mm w kierunkach ułożenia włókien węglowych 0/0/0/0° przykrywając drugą blachą aluminiową. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia 0,08 MPa. Całość utwardzono w komorze autoklawu w temperaturze +180°C oraz ciśnieniu 0,7 MPa. Nagrzewanie i chłodzenie wewnątrz komory autoklawu przebiegało z prędkością 2°C /min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie 6 godzin. Chłodzenie następowało z prędkością 2°C/min. Po zakończeniu procesu utwardzania otrzymano laminat aluminium-węgiel-aluminium. Laminat charakteryzuje się takimi parametrami wytrzymałościowymi jak: moduł Young’ 95 GPa i wytrzymałość na rozciąganie 1500 MPa.
P r z y k ł a d 6
Dwa arkusze blachy 1 aluminiowej o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,3 mm poddano procesowi utleniania anodowego w wodnym roztworze kwasu chromowego metodą elektrochemiczną, czyli anodowanie, gdzie dla kwasu chromowego przebiega w sposób następujący: oczyszczenie i odtłuszczanie wstępne blach aluminiowych, trawienie w wodorotlenku sodu, płukanie, rozjaśnianie w kwasie azotowym (V), płukanie, anodowanie w kwasie siarkowym w temperaturze 10-15°C, przy napięciu 13-24 V w czasie 19-24 minut, płukanie, wypełnianie dwuchromianem potasu, płukanie i suszenie, gdzie warstwa porowata zawiera warstwę porów o wielkości 20 μm, po czym na powierzchnię blach aluminiowych nałożono warstwę 3 środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych żywic polimerowych o udziale masowym alkohol diacetonowy 35%, keton metylowo-etyIowy (Butanon) 25%, tetrahydrofuran 20%, 1-metoksypropan-2-ol 5%, żywica epoksydowa 5%, woda 5%, eter 3-(trimetoksysililo) propyloglicydylowy 1%, żywica fenolowo-formaldehydowa 1%, eter glicydowy polimeru fenolowo-formaldehydowego 1%, chromian strontu (VI) 1%, alkohol metylowy 1%.
Następnie na jedną z blach aluminiowych nałożono kolejno po sobie cztery warstwy 4a kompozytu 4 epoksydowo-węglowego o grubości każda 0,131 mm w kierunkach ułożenia włókien węglowych +45/+45/-45/-45° przykrywając drugą blachą aluminiową. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia 0,08 MPa. Całość utwardzono w komorze autoklawu temperaturze +180°C oraz ciśnieniu 0,7 MPa. Nagrzewanie i chłodzenie wewnątrz komory autoklawu przebiegało z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie około 6 godzin. Chłodzenie następuje z prędkością 2°C/min. Po zakończeniu procesu utwardzania otrzymano laminat aluminium-węgiel-aluminium. Laminat charakteryzuje się takimi parametrami wytrzymałościowymi jak: moduł Young’a 45 GPa i wytrzymałość na rozciąganie 340 MPa.
P r z y k ł a d 7
Dwa arkusze blachy 1 aluminiowej wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,5 mm podano procesowi utleniania anodowego w wodnym roztworze kwasu chromowego metodą elektrochemiczną, czyli anodowanie, gdzie dla kwasu chromowego przebiega w sposób następujący: oczyszczenie i odtłuszczanie wstępne blach aluminiowych, trawienie w wodorotlenku sodu, płukanie, rozjaśnianie w kwasie azotowym (V), płukanie, anodowanie w kwasie siarkowym w temperaturze 10-15°C, przy napięciu 13-24 V w czasie 19-24 minut, płukanie, wypełnianie dwuchromianem potasu, płukanie i suszenie, gdzie warstwa porowata zawiera warstwę porów o wielkości 20 μm, po czym na powierzchnię blach aluminiowych nałożono warstwę 3 środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych żywic polimerowych o udziale masowym alkohol diacetonowy 35%, keton metylowo-etylowy (Butanon) 25%, tetrahydrofuran 20%, 1-metoksypropan-2-ol 5%,
PL 235 435 B1 żywica epoksydowa 5%, woda 5%, eter 3- (trimetoksysililo) propyloglicydylowy 1%, żywica fenolowo-formaldehydowa 1%, eter glicydowy polimeru fenolowo-formaldehydowego 1%, chromian strontu (VI) 1%, alkohol metylowy 1 %.
Następnie na jedną z blach aluminiowych nałożono kolejno po sobie cztery warstwy 4a kompozytu 4 epoksydowo-węglowego o grubości każda 0,131 mm w kierunkach ułożenia włókien węglowych 0/0/0/0°, przykrywając drugą blachą aluminiową. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia 0,08 MPa. Całość utwardzono w komorze autoklawu w temperaturze +180°C oraz ciśnieniu 0,7 MPa. Nagrzewanie i chłodzenie wewnątrz komory autoklawu przebiegało z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie około 6 godzin. Po zakończeniu procesu utwardzania otrzymano laminat aluminium-węgiel-aluminium. Laminat charakteryzuje się takimi parametrami wytrzymałościowymi jak: moduł Young’ a 85GPa i wytrzymałość na rozciąganie 1100 MPa.
P r z y k ł a d 8
Dwa arkusze blachy 1 aluminiowej o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,5 mm poddaje się procesowi utleniania anodowego w wodnym roztworze kwasu siarkowego, metodą elektrochemiczną poprzez, oczyszczenie i odtłuszczanie wstępne blach aluminiowych, trawienie w wodorotlenku sodu, płukanie, rozjaśnianie w kwasie azotowym (V), płukanie, anodowanie w kwasie siarkowym w temperaturze 10-15°C, przy napięciu 13-24V w czasie 19-24 minut, płukanie, wypełnianie dwuchromianem potasu, płukanie i suszenie, gdzie warstwa porowata zawiera warstwę porów o wielkości 10 μm, po czym na powierzchnię blach aluminiowych nałożono warstwę 3 środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych żywic polimerowych o udziale masowym alkohol diacetonowy 35%, keton metylowo-etylowy (Butanon) 25%, tetrahydrofuran 20%, 1-metoksypropan-2-ol 5%, żywica epoksydowa 5%, woda 5%, eter 3-(trimetoksysililo) propyloglicydylowy 1%, żywica fenolowo-formaldehydowa 1%, eter glicydowy polimeru fenolowo-formaldehydowego 1%, chromian strontu (VI) 1%, alkohol metylowy 1%.
Następnie na jedną z blach aluminiowych nałożono kolejno po sobie cztery warstwy 4a kompozytu 4 epoksydowo-węglowego o grubości każda 0,131 mm w kierunkach ułożenia włókien węglowych 0/0/0/0°, przykrywając drugą blachą 1 aluminiową. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia 0,08 MPa. Całość utwardzono w komorze autoklawu w temperaturze +180°C oraz ciśnieniu w 0,7 MPa. Nagrzewanie i chłodzenie wewnątrz komory autoklawu przebiegało z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie około 6 godzin. Po zakończeniu procesu utwardzania otrzymano laminat aluminium-węgiel-aluminium. Laminat charakteryzuje się takimi parametrami wytrzymałościowymi jak: moduł Young’a 80 GPa i wytrzymałość na rozciąganie od 1100 MPa.
P r z y k ł a d 9
Dwa arkusze blachy 1 aluminiowej o wymiarach 300 x 400 mm i grubości 0,5 mm poddano procesowi utleniania anodowego w wodnym roztworze kwasu siarkowego metodą elektrochemiczną poprzez, oczyszczenie i odtłuszczanie wstępne blach aluminiowych, trawienie w wodorotlenku sodu, płukanie, rozjaśnianie w kwasie azotowym (V), płukanie, anodowanie w kwasie siarkowym w temperaturze 10-15°C, przy napięciu 13-24 V w czasie 19-24 minut, płukanie, wypełnianie dwuchromianem potasu, płukanie i suszenie, gdzie warstwa porowata zawiera warstwę porów o wielkości 10 μm po czym na powierzchnię blach aluminiowych nałożono warstwę 3 środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych żywic polimerowych o udziale masowym alkohol diacetonowy 35%, keton metylowo-etylowy (Butanon) 25%, tetrahydrofuran 20%, 1-metoksypropan-2-ol 5%, żywica epoksydowa 5%, woda 5%, eter 3-(trimetoksysililo) propyloglicydylowy 1%, żywica fenolowo-formaldehydowa 1%, eter glicydowy polimeru fenolowo-formaldehydowego 1%, chromian strontu (VI) 1%, alkohol metylowy 1%.
Następnie na jedną z blach aluminiowych nałożono kolejno po sobie cztery warstwy 4a kompozytu 4 epoksydowo-węglowego o grubości każda 0,131 mm w kierunkach ułożenia włókien węglowych +45/+45/-45/-45°C, przykrywając drugą blachą 1 aluminiową. Nałożone na siebie warstwy ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia 0,08 MPa, Całość utwardzono w komorze autoklawu temperaturze +180° C oraz ciśnieniu 0,7 MPa. Nagrzewanie i chłodzenie wewnątrz komory autoklawu przebiegało z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie około 6 godzin. Chłodzenie następuje z prędkością 2°C/min. Po zakończeniu procesu utwardzania otrzymano laminat aluminium-węgiel-aluminium. Laminat charakteryzuje się takimi parametrami wytrzymałościowymi jak: moduł Young’a 50 GPa i wytrzymałość na rozciąganie 380 MPa.
Claims (2)
1. Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel-aluminium, znamienny tym, że dwa arkusze blachy (1) aluminiowej o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm poddaje się procesowi utleniania anodowego w wodnym roztworze kwasu chromowego lub kwasu siarkowego, po czym na powierzchnię blach aluminiowych nakłada się warstwę (3) środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych żywic polimerowych, następnie na jedną z blach aluminiowych nakłada się kolejno po sobie cztery warstwy (4a) kompozytu (4) epoksydowo-węglowego o grubości każda 0,131 mm w kierunkach ułożenia włókien węglowych 0/0/0/0°C lub może być inna konfiguracja +45/+45/-45/-45°, przykrywając drugą blachą aluminiową, po czym nałożone na siebie warstwy układa się na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odsysa się powietrze do podciśnienia 0,08 MPa, a następnie całość utwardza się w komorze autoklawu w zakresie temperatur od 135°C do 180°C oraz ciśnieniu w zakresie 0,4 do 0,7 MPa w czasie od 4 do 6 h, przy czym nagrzewanie i chłodzenie wewnątrz komory autoklawu przebiega z prędkością 2°C/min.
2. Laminat aluminium-węgiel-aluminium, znamienny tym, że składa się z dwóch arkuszy blachy (1 ) aluminiowej o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm, które pokryte są od wewnętrznej strony warstwą (2) anodowaną, zaś na warstwie (2) anodowanej znajduje się warstwa (3) środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznych żywic polimerowych, a pomiędzy warstwami (3) znajduje się kompozyt (4) epoksydowo-węglowy utworzony z czterech warstw (4a) epoksydowo-węglowych o grubości każda 0,131 mm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL407557A PL235435B1 (pl) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel-aluminium i laminat aluminium-węgiel-aluminium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL407557A PL235435B1 (pl) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel-aluminium i laminat aluminium-węgiel-aluminium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL407557A1 PL407557A1 (pl) | 2015-09-28 |
| PL235435B1 true PL235435B1 (pl) | 2020-08-10 |
Family
ID=54150819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL407557A PL235435B1 (pl) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel-aluminium i laminat aluminium-węgiel-aluminium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL235435B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL445163A1 (pl) * | 2023-06-06 | 2024-12-09 | Politechnika Bydgoska Im. Jana I Jędrzeja Śniadeckich | Sposób wykonywania kompozytowych płyt aluminiowo-polimerowych wzmacnianych włóknem |
-
2014
- 2014-03-17 PL PL407557A patent/PL235435B1/pl unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL445163A1 (pl) * | 2023-06-06 | 2024-12-09 | Politechnika Bydgoska Im. Jana I Jędrzeja Śniadeckich | Sposób wykonywania kompozytowych płyt aluminiowo-polimerowych wzmacnianych włóknem |
| PL248395B1 (pl) * | 2023-06-06 | 2025-12-08 | Politechnika Bydgoska Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich | Sposób wykonywania kompozytowych płyt aluminiowo-polimerowych wzmacnianych włóknem |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL407557A1 (pl) | 2015-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0312151B1 (en) | Laminate of metal sheets and continuous glass filaments-reinforced synthetic material | |
| Hu et al. | Preparation and properties of Fibre–Metal Laminates based on carbon fibre reinforced PMR polyimide | |
| EP2817146B1 (en) | Method of prepairing aluminum alloy resin composite | |
| CN105522788B (zh) | 一种纤维金属层合板及其制备方法 | |
| CN101417524B (zh) | 碳纤维金属复合层合板的制造方法 | |
| JP2018138383A (ja) | 材料系、及び材料系を製造する方法 | |
| PL243792B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| CN105538745A (zh) | 一种铝合金纤维层板结构件的成形方法及其层板结构件 | |
| CN102991009B (zh) | 一种层间增韧的碳纤维-金属层合板 | |
| CN105946327B (zh) | 一种双面斜纹立体结构玻璃纤维织物及制备复合材料的方法 | |
| JP2010194749A (ja) | 樹脂基複合材の製造方法 | |
| CN106183328A (zh) | 一种纤维金属层板构件的制造方法及其采用的装置 | |
| CN109964550B (zh) | 利用穿孔金属薄板的电磁波屏蔽件及其制造方法 | |
| PL240796B1 (pl) | Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| CN104191753A (zh) | 连续碳纤维增强聚醚醚酮基体纤维金属层板的制备方法 | |
| CN104015917A (zh) | 一种用作飞机壁板的纤维铝锂合金层板及其制备方法 | |
| Qaiser et al. | Optimization of interlaminar shear strength behavior of anodized and unanodized ARALL composites fabricated through VARTM process | |
| PL243790B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| PL243791B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| CN106515188A (zh) | 超混杂纤维镁合金层板应力释放成形方法 | |
| CN115655882B (zh) | 一种碳纤维金属层合板拉伸强度的计算方法 | |
| PL235435B1 (pl) | Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel-aluminium i laminat aluminium-węgiel-aluminium | |
| Wielage et al. | CAPAAL and CAPET–new materials of high-strength, high-stiff hybrid laminates | |
| JP2005161852A (ja) | 金属／繊維強化プラスチック複合材料及びその製造方法 | |
| CN106626700A (zh) | 一种铝金属基覆铜箔层压板生产工艺 |