PL240798B1 - Laminat aluminium-węgiel i sposób jego wytwarzania - Google Patents
Laminat aluminium-węgiel i sposób jego wytwarzania Download PDFInfo
- Publication number
- PL240798B1 PL240798B1 PL437398A PL43739821A PL240798B1 PL 240798 B1 PL240798 B1 PL 240798B1 PL 437398 A PL437398 A PL 437398A PL 43739821 A PL43739821 A PL 43739821A PL 240798 B1 PL240798 B1 PL 240798B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- thickness
- layer
- polymer
- epoxy resin
- carbon fibers
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- RQMIWLMVTCKXAQ-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[C] Chemical compound [AlH3].[C] RQMIWLMVTCKXAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 39
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 31
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 29
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 claims description 29
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 28
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 28
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 26
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 26
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 24
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 24
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 100
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 4
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 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 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000547 2024-T3 aluminium alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- CTKINSOISVBQLD-UHFFFAOYSA-N Glycidol Chemical compound OCC1CO1 CTKINSOISVBQLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- RFAZFSACZIVZDV-UHFFFAOYSA-N butan-2-one Chemical compound CCC(C)=O.CCC(C)=O RFAZFSACZIVZDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- KHEMNHQQEMAABL-UHFFFAOYSA-J dihydroxy(dioxo)chromium Chemical compound O[Cr](O)(=O)=O.O[Cr](O)(=O)=O KHEMNHQQEMAABL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
- B32B15/092—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising epoxy resins
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/14—Layered products comprising a layer of metal next to a fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
- B32B37/1018—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure using only vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
- B32B2311/24—Aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2313/00—Elements other than metals
- B32B2313/04—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2315/00—Other materials containing non-metallic inorganic compounds not provided for in groups B32B2311/00 - B32B2313/04
- B32B2315/02—Ceramics
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Z europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP2139759 (A1) znany jest laminat metalowo-włóknisty składający się z warstw metalu typu aluminium albo tytan oraz kompozytu polimerowego z włóknami szklanymi, włóknami aramidowymi lub włóknami węglowymi.
Z europejskich zgłoszeń patentowych nr EP0056288 (A1) oraz EP0056289 (A1) znane są laminaty z dwoma lub większą ilością blach ze stopu aluminium oraz kompozytem na bazie włókien kevlarowych, a także sposób ich wytwarzania, który polega na naprzemiennym układaniu warstw stopu aluminium oraz kompozytu aramidowego.
W europejskim zgłoszeniu patentowym nr EP2763849 (A1) został opisany laminat metalowo-włóknisty składający się z naprzemiennie ułożonych warstw metalu, np. stopów stali, stopów aluminium, stopów magnezu, bądź stopów tytanu, oraz warstw kompozytu polimerowego wzmacnianego włóknami szklanymi, węglowymi, aramidowymi, albo ich kombinacją. Laminaty poddaje się procesowi utwardzania pod działaniem temperatury i ciśnienia w celu uzyskania stałej struktury.
Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO2017080841 (A1) znany jest sposób wytwarzania laminatu składającego się z warstw ze stopu aluminium oraz warstw polimeru termoplastycznego wzmocnionego wytrzymałymi włóknami węglowymi, aramidowymi albo szklanymi, w którym naprzemiennie układa się warstwy stopu aluminium oraz warstwy kompozytowe, wywierając obciążenia w temperaturze od 150-400°C, a następnie chłodząc.
W artykule „Low velocity impact of carbon fiber aluminum laminates” autorstwa Yu, Wu, Ma i Xionga opublikowanego w czasopiśmie „Composite Structures” znany jest laminat, który składa się z naprzemiennie ułożonych warstw aluminium 1060 o grubości 0,27 mm oraz kompozytu polimerowego złożonego z czterech warstw wzmocnionych włóknem węglowym o grubości 0,127 mm każda. Materiały poddano procesowi utwardzania w temperaturze 125°C pod ciśnieniem 0,3 MPa w czasie 1,5 godziny i całkowita grubość laminatu wynosiła 1,81 mm.
Z artykułu „Impact damage growth in carbon fibre aluminium laminates” w czasopiśmie „Composite Structures” autorstwa Bieniasia i Jakubczaka znany jest laminat składający się z dwóch zewnętrznych warstw stopu aluminium 2024-T3 o grubości 0,5 mm oraz umieszczonej w środku warstwy kompozytowej, na którą składają się warstwy polimerowe wzmacniane wysokowytrzymałym włóknem węglowym o grubości pojedynczej warstwy 0,13 mm.
Z artykułu „Experimental and Numerical Investigation on Impact Performance of Carbon Reinforced Aluminum Laminates” opublikowanego w czasopiśmie „Journal of Materials Science & Technology” autorstwa S. H. Song, Y. S. Byuna, T.W. Ku, W. J. Song, J. Kim, B. S. Kang znany jest laminat składający się z naprzemiennie ułożonych warstw ze stopu aluminum 1050 o grubości 0,5 mm oraz kompozytu polimerowo-węglowego o grubości pojedynczej warstwy 0,2 mm. Całkowita grubość laminatu wynosiła 2,3 mm.
Celem wynalazku jest wytworzenie laminatu aluminium-węgiel odpornego na uderzenia, który znajduje zastosowanie przy produkcji części samochodowych i lotniczych.
Istotą laminatu aluminium-węgiel posiadającego od zewnętrznej strony arkusz blachy ze stopu aluminium, który na obu powierzchniach posiada warstwę ceramiczną z nałożoną warstwą żywicy polimerowej, do której przylegają adhezyjnie cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową, według wynalazku, jest to, że w części środkowej laminatu znajduje się warstwa włókniny poliestrowej o grubości od 3 mm do 9 mm i o gramaturze 339 g/m2. Do obu powierzchni warstwy włókniny poliestrowej przylegają adhezyjnie cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową o grubości 0,2 mm każda, które przylegają adhezyjnie do warstwy żywicy polimerowej o grubości 1 μm. Warstwa żywicy polimerowej nałożona jest na warstwę ceramiczną o grubości od 8 μm do 12 μm znajdującą się na arkuszu blachy ze stopu aluminium o grubości od 0,2 mm do 1 mm. Arkusz blachy ze stopu aluminium na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną o grubości od 8 μm do 12 μm z nałożoną warstwą żywicy polimerowej o grubości 1 μm.
Istotą sposobu wytwarzania laminatu aluminium-węgiel, według wynalazku, jest to, że na dwa arkusze blachy ze stopu aluminium o grubości od 0,2 mm do 1 mm posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną o grubości od 8 μm do 12 μm nakłada się obustronnie warstwę żywicy polimerowej o grubości 1 μm, po czym pozostawia się na czas 30 min w temperaturze 23°C. Następnie suszy się
PL 240 798 B1 w czasie 60 min w temperaturze 121°C w suszarce elektrycznej. Po wysuszeniu nakłada się na jeden z arkuszy blachy ze stopu aluminium o grubości od 0,2 mm do 1 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną o grubości od 8 μm do 12 μm i warstwę żywicy polimerowej o grubości 1 μm kolejno cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową o grubości 0,2 mm każda, po czym nakłada się warstwę włókniny poliestrowej o grubości od 3 mm do 9 mm i o gramaturze 339 g/m2. Na warstwę włókniny poliestrowej nakłada się kolejno cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową o grubości 0,2 mm każda, po czym nakłada się drugi z arkuszy blachy ze stopu aluminium o grubości od 0,2 mm do 1 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną o grubości od 8 do 12 μm i warstwę żywicy polimerowej o grubości 1 μm. Następnie wykonuje się pakiet próżniowy i odsysa się powietrze do podciśnienia -0,08 MPa, po czym poddaje się całość procesowi utwardzania.
Korzystnie jest, gdy nakłada się kolejno cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową w kierunku ułożenia 079070790°/ albo 0707070° albo +45°/-45°/-45°/+45° albo 90790790790°.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że otrzymuje się laminat aluminium-węgiel o wysokich właściwościach absorpcyjnych w badaniach odporności dynamicznej o niskiej prędkości. Warstwa kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych z żywicą epoksydową łączy się z włókniną poliestrową poprzez utwardzenie w autoklawie. Przesączona żywicą włóknina poliestrowa hamuje rozwój pęknięć w laminacie. Ponadto granica rozdziału kompozyt, a włóknina poliestr owa jest bardziej wytrzymała. Właściwości laminatu wytworzonego sposobem według wynalazku umożliwiają wykorzystanie go w przemyśle samochodowym i lotniczym.
Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia przekrój poprzeczny laminatu.
P r z y k ł a d 1
Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel polegał na tym, że dwa arkusze blachy 1 ze stopu AlCu4Mg1 w stanie utwardzenia T3 według normy PN-EN 515:2017-05 o wymiarach 300 mm x 400 mm i grubości 0,3 mm poddano procesowi utleniania anodowego poprzez metodę elektrochemiczną w wodnym roztworze kwasu chromowego (VI), gdzie dla kwasu chromowego anodowanie przebiegało w sposób następujący: oczyszczanie papierem ściernym o gradacji 2000 i odtłuszczanie wstępne acetonem blach ze stopu aluminium, 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 « 45minut. Po procesie anodowania płukano w wodzie dwa arkusze blachy 1 przez 5 minut i pozostawiono do wysuszenia w temperaturze 23°C. Każdą warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 μm wytworzoną na arkuszach blachy 1 powleczono warstwą środka uaktywniającego powierzchnię na bazie syntetycznej żywic y polimerowej 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%, tworząc warstwę żywicy polimerowej 3 o grubości 1 μm. Następnie pozostawiono na czas 30 minut w temperaturze 23°C, po czym suszono w czasie 60 min w temperaturze 121°C w suszarce elektrycznej. Po wysuszeniu nałożono na jeden z arkuszy blachy 1 posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 i warstwę żywicy polimerowej 3 kolejno cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową 4 o grubości 0,2 mm każda, w kierunku ułożenia 0°/90°/0°/90°. Następnie nałożono warstwę włókniny poliestrowej 5 o grubości 3 mm i o gramaturze 339 g/m2. Na warstwę włókniny poliestrowej 5 nałożono kolejno cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową 4 o grubości 0,2 mm każda, w kierunku ułożenia 0°/90°/0°/90°. Następnie nałożono drugi z arkuszy blachy 1 posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 i warstwę żywicy polimerowej 3. Całość ułożono na formie aluminiowej i za pomocą pakietu próżniowego odessano powietrze do podciśnienia - 0,08 MPa. Następnie całość utwardzano w komorze autoklawu w temperaturze +135°C oraz w ciśnieniu 0,4 MPa. Wewnątrz komory autoklawu nagrzewano i chłodzono pakiet próżniowy z prędkością 2°C/min. Cały proces utwardzania z nagrzewaniem i chłodzeniem przebiegał w czasie 4,5 godziny. Po wyjęciu pakiet próżniowy z autoklawu schłodzono do temperatury 23°C.
PL 240 798 B1
W wytworzonym laminacie aluminium-węgiel w części środkowej znajduje się warstwa włókniny poliestrowej 5 o grubości 3 mm i o gramaturze 339 g/m2. Do obu powierzchni warstwy włókniny poliestrowej 5 przylegają adhezyjnie cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową 4 o grubości 0,2 mm każda, które przylegają adhezyjnie do warstwy żywicy polimerowej 3 o grubości 1 μm. Warstwa żywicy polimerowej 3 nałożona jest na warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 μm znajdującą się na arkuszu blachy 1 ze stopu AlCu4Mg1 w stanie utwardzenia T3 o grubości 0,3 mm, który na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 μm z nałożoną warstwą żywicy polimerowej 3 o grubości 1 μm.
Otrzymany laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości poniżej 5 m/s w zakresie energii 5 J i 20 J. Laminat charakteryzował się zmniejszonym zniszczeniem warstw kompozytowych oraz zwiększoną wartością absorpcji energii przez warstwę poliestrową. Siła maksymalna uzyskana w badaniach na uderzenia wynosiła dla 5 J - 2288 N, a dla 20 J - 3645 N.
P r z y k ł a d 2
Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel przebiegał jak w pierwszym przykładzie wykonania, z tym, że wykorzystano dwa arkusze blachy 1 o grubości 1 mm posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 o grubości 12 μm i warstwę żywicy polimerowej 3 o grubości 1 μm, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową 4 o grubości 0,2 mm każda, które ułożono w kierunku ułożenia 0°/0°/0°/0° i warstwę włókniny poliestrowej 5 o grubości 9 mm i o gramaturze 339 g/m2.
W wytworzonym laminacie aluminium-węgiel w części środkowej znajduje się warstwa włókniny poliestrowej 5 o grubości 9 mm i o gramaturze 339 g/m2. Do obu powierzchni warstwy włókniny poliestrowej 5 przylegają adhezyjnie cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową 4 o grubości 0,2 mm każda, które przylegają adhezyjnie do warstwy żywicy polimerowej 3 o grubości 1 μm. Warstwa żywicy polimerowej 3 nałożona jest na warstwę ceramiczną 2 o grubości 12 μm znajdującą się na arkuszu blachy 1 ze stopu AlCu4Mg1 w stanie utwardzenia T3 o grubości 1 mm, który na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną 2 o grubości 12 μm z nałożoną warstwą żywicy polimerowej 3 o grubości 1 μm.
Otrzymany laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości poniżej 5 m/s w zakresie energii 5 J i 20 J. Laminat charakteryzował się zmniejszonym zniszczeniem warstw kompozytowych oraz zwiększoną wartością absorpcji energii przez warstwę poliestrową. Siła maksymalna uzyskana w badaniach na uderzenia wynosiła dla 5 J - 2188 N, a dla 20 J - 3768 N.
P r z y k ł a d 3
Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel przebiegał jak w pierwszym przykładzie wykonania, z tym, że wykorzystano dwa arkusze blachy 1 o grubości 0,5 mm posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 o grubości 10 μm i warstwę żywicy polimerowej 3 o grubości 1 μm, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową 4 o grubości 0,2 mm każda, które ułożono w kierunku ułożenia +45°/-45°/+45°/-45° i warstwę włókniny poliestrowej 5 o grubości 5 mm i o gramaturze 339 g/m2.
W wytworzonym laminacie aluminium-węgiel w części środkowej znajduje się warstwa włókniny poliestrowej 5 o grubości 5 mm i o gramaturze 339 g/m2. Do obu powierzchni warstwy włókniny poliestrowej 5 przylegają adhezyjnie cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową 4 o grubości 0,2 mm każda, które przylegają adhezyjnie do warstwy żywicy polimerowej 3 o grubości 1 μm. Warstwa żywicy polimerowej 3 nałożona jest na warstwę ceramiczną 2 o grubości 10 μm znajdującą się na arkuszu blachy 1 ze stopu AlCu4Mg1 w stanie utwardzenia T3 o grubości 0,5 mm, który na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną 2 o grubości 10 μm z nałożoną warstwą żywicy polimerowej 3 o grubości 1 μm.
Otrzymany laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości poniżej 5 m/s w zakresie energii 5 J i 20 J. Laminat charakteryzował się zmniejszonym zniszczeniem warstw kompozytowych oraz zwiększoną wartością absorpcji energii przez warstwę poliestrową. Siła maksymalna uzyskana w badaniach na uderzenia wynosiła dla 5 J - 1964 N, a dla 20 J - 4172 N.
P r z y k ł a d 4
Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel przebiegał jak w pierwszym przykładzie wykonania, z tym, że wykorzystano dwa arkusze blachy 1 o grubości 0,5 mm posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 μm i warstwę żywicy polimerowej 3 o grubości 1 μm, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową 4
PL 240 798 B1 o grubości 0,2 mm każda, które ułożono w kierunku ułożenia 90°/90°/90°/90° i warstwę włókniny poliestrowej 5 o grubości 3 mm i o gramaturze 339 g/m2.
W wytworzonym laminacie aluminium-węgiel w części środkowej znajduje się warstwa włókniny poliestrowej 5 o grubości 3 mm i o gramaturze 339 g/m2. Do obu powierzchni warstwy włókniny poliestrowej 5 przylegają adhezyjnie cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową 4 o grubości 0,2 mm każda, które przylegają adhezyjnie do warstwy żywicy polimerowej 3 o grubości 1 μm.
Warstwa żywicy polimerowej 3 nałożona jest na warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 μm znajdującą się na arkuszu blachy 1 ze stopu AlCu4Mg1 w stanie utwardzenia T3 o grubości 0,5 mm, który na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną 2 o grubości 8 μm z nałożoną warstwą żywicy polimerowej 3 o grubości 1 μm.
Otrzymany laminat poddano badaniom na uderzenia o niskiej prędkości poniżej 5 m/s w zakresie energii 5 J i 20 J. Laminat charakteryzował się zmniejszonym zniszczeniem warstw kompozytowych oraz zwiększoną wartością absorpcji energii przez warstwę poliestrową. Siła maksymalna uzyskana w badaniach na uderzenia wynosiła dla 5 J - 1947 N, a dla 20 J - 3948 N.
Claims (6)
1. Laminat aluminium-węgiel posiadający od zewnętrznej strony arkusz blachy (1) ze stopu aluminium, który na obu powierzchniach posiada warstwę ceramiczną (2) z nałożoną warstwą żywicy polimerowej (3), do której przylegają adhezyjnie cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową (4) znamienny tym, że w części środkowej laminatu znajduje się warstwa włókniny poliestrowej (5) o grubości od 3 mm do 9 mm i o gramaturze 339 g/m2, do której obu powierzchni przylegają adhezyjnie cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową (4) o grubości 0,2 mm każda, które przylegają adhezyjnie do warstwy żywicy polimerowej (3) o grubości 1 μm, która nałożona jest na warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 μm do 12 μm znajdującą się na arkuszu blachy (1) ze stopu aluminium o grubości od 0,2 mm do 1 mm, który na zewnętrznej powierzchni posiada warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 μm do 12 μm z nałożoną warstwą żywicy polimerowej (3) o grubości 1 μm.
2. Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel znamienny tym, że na dwa arkusze blachy (1) ze stopu aluminium o grubości od 0,2 mm do 1 mm posiadające na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 μm do 12 μm nakłada się obustronnie warstwę żywicy polimerowej (3) o grubości 1 μm, po czym pozostawia się na czas 30 min w temperaturze 23°C, następnie suszy się w czasie 60 min w temperaturze 121°C w suszarce elektrycznej, po wysuszeniu nakłada się na jeden z arkuszy blachy (1) ze stopu aluminium o grubości od 0,2 do 1 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 μm do 12 μm i warstwę żywicy polimerowej (3) o grubości 1 μm kolejno cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową (4) o grubości 0,2 mm każda, po czym nakłada się warstwę włókniny poliestrowej (5) o grubości od 3 mm do 9 mm i o gramaturze 339 g/m2, na którą nakłada się kolejno cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową (4) o grubości 0,2 mm każda, po czym nakłada się drugi z arkuszy blachy (1) ze stopu aluminium o grubości od 0,2 mm do 1 mm posiadający na obu powierzchniach warstwę ceramiczną (2) o grubości od 8 μm do 12 μm i warstwę żywicy polimerowej (3) o grubości 1 μm, następnie wykonuje się pakiet próżniowy i odsysa się powietrze do podciśnienia -0,08 MPa, po czym poddaje się całość procesowi utwardzania.
3. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że nakłada się kolejno cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową (4) w kierunku ułożenia 0°/90°/0°/90°.
4. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że nakłada się kolejno cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową (4) w kierunku ułożenia 0°/0°/0°/0°.
PL 240 798 BI
5. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że nakłada się kolejno cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową (4) w kierunku ułożenia +457-457-457+45°.
6. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że nakłada się kolejno cztery, jednakowe warstwy kompozytu polimerowego na bazie włókien węglowych połączonych żywicą epoksydową (4) w kierunku ułożenia 90790790790°.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL437398A PL240798B1 (pl) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | Laminat aluminium-węgiel i sposób jego wytwarzania |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL437398A PL240798B1 (pl) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | Laminat aluminium-węgiel i sposób jego wytwarzania |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL437398A1 PL437398A1 (pl) | 2021-09-06 |
| PL240798B1 true PL240798B1 (pl) | 2022-06-06 |
Family
ID=77662570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL437398A PL240798B1 (pl) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | Laminat aluminium-węgiel i sposób jego wytwarzania |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL240798B1 (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 |
-
2021
- 2021-03-25 PL PL437398A patent/PL240798B1/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 |
|---|---|
| PL437398A1 (pl) | 2021-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL243792B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| PL243177B1 (pl) | Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| Salve et al. | A review: fiber metal laminates (FML’s)-manufacturing, test methods and numerical modeling | |
| PL243790B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| PL243791B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| PL240796B1 (pl) | Laminat magnez-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| CN101417524B (zh) | 碳纤维金属复合层合板的制造方法 | |
| Khan et al. | Effect of various surface preparation techniques on the delamination properties of vacuum infused Carbon fiber reinforced aluminum laminates (CARALL): Experimentation and numerical simulation | |
| PL240800B1 (pl) | Laminat tytan-szkło-węgiel i sposób jego wytwarzania | |
| Hassan et al. | Investigation of the mechanical behavior of novel fiber metal laminates | |
| CN106183328A (zh) | 一种纤维金属层板构件的制造方法及其采用的装置 | |
| CN115655882B (zh) | 一种碳纤维金属层合板拉伸强度的计算方法 | |
| JP2011518956A (ja) | 航空機や宇宙航行機のための繊維複合部材のコーティング方法、および前記方法により生産される繊維複合部材 | |
| PL240798B1 (pl) | Laminat aluminium-węgiel i sposób jego wytwarzania | |
| JP2022140091A (ja) | Ｆｒｐと金属材の接着一体化物とその製造方法 | |
| 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 | |
| PL240799B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło-węgiel i sposób jego wytwarzania | |
| Wielage et al. | CAPAAL and CAPET–new materials of high-strength, high-stiff hybrid laminates | |
| Li et al. | The feasibility research on shot-peen forming of the novel fiber metal laminates based on aluminum-lithium alloy | |
| PL240797B1 (pl) | Laminat aluminium-szkło i sposób jego wytwarzania | |
| GB2041824A (en) | Composite materials | |
| Bere et al. | Influence of the stacking sequence on the mechanical proprieties of glass fiber reinforced polymer | |
| Guled et al. | Influence of interply arrangement on inter-laminar shear strength of carbon-Kevlar/epoxy hybrid composites | |
| PL235435B1 (pl) | Sposób wytwarzania laminatu aluminium-węgiel-aluminium i laminat aluminium-węgiel-aluminium | |
| PL240795B1 (pl) | Laminat magnez-szkło-węgiel i sposób jego wytwarzania |