一種準(zhǔn)三維預(yù)制體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種準(zhǔn)三維預(yù)制體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]飛機(jī)碳剎車是一種圓形超高強(qiáng)度的摩擦材料，在制備飛機(jī)碳剎車的過(guò)程中，需要預(yù)先預(yù)制碳纖維三維預(yù)制體。碳纖維三維預(yù)制體是指，沿X、Y、Z軸方向上均具有高強(qiáng)度的物理性能。
[0003]預(yù)氧絲纖維針刺預(yù)制體技術(shù)是目前的主流技術(shù)，包括聚丙烯晴預(yù)氧化長(zhǎng)纖維與短切聚丙烯晴氧化纖維網(wǎng)胎層疊形成三維織物，經(jīng)過(guò)針刺、碳化等工藝結(jié)構(gòu)。但是，聚丙烯晴預(yù)氧化纖維制作的預(yù)制體必須經(jīng)過(guò)碳化工藝轉(zhuǎn)化為碳纖維結(jié)構(gòu)。聚丙烯晴預(yù)氧化纖維導(dǎo)熱系數(shù)低、碳化可控性差、工藝難度較大、對(duì)設(shè)備及工藝要求高，且預(yù)氧化預(yù)制體在高溫碳化過(guò)程中，預(yù)制件內(nèi)部的長(zhǎng)、短纖維產(chǎn)生不同應(yīng)力而蠕動(dòng)造成整體收縮變形，易分層。
[0004]有鑒于此，有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的準(zhǔn)三維預(yù)制體的制備方法予以改進(jìn)，以解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于公開一種準(zhǔn)三維預(yù)制體的制備方法，用以提高Z向纖維導(dǎo)入的簡(jiǎn)易性，提高Z向增強(qiáng)纖維的含量，克服分層現(xiàn)象，以形成層間密度一致的準(zhǔn)三維預(yù)制體。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種準(zhǔn)三維預(yù)制體的制備方法，包括以下步驟:
[0007]由聚丙稀晴基長(zhǎng)碳纖維徑向疊合針刺形成厚度為0.1?0.2mm，面密度50?200g/m2的無(wú)瑋織物；
[0008]由聚丙烯晴基短切碳纖維經(jīng)蒸汽柔性處理、機(jī)械開松，梳理成厚度為0.1?0.2mm、面密度為50?200g/m2的碳纖維網(wǎng)胎；
[0009]將所述無(wú)瑋織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層，并保證相鄰的無(wú)維織物層間以30度的夾角交錯(cuò)鋪層；
[0010]通過(guò)針刺機(jī)傾斜于所述無(wú)維織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層的鋪設(shè)平面的方向連續(xù)針刺滲透兩層相鄰的無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎，并逐次針刺滲透所述無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎，其中刺針密度為20針/cm2，層間密度為5層/cm。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述針刺機(jī)的針刺方向與無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎所在的平面的夾角為30?50度。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述針刺機(jī)的針刺方向與無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎所在的平面的夾角為45度。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)針刺機(jī)逐次針刺無(wú)維織物與碳纖維網(wǎng)胎并使針刺機(jī)進(jìn)行傾斜方向上的針刺手段，顯著地提高了 Z向纖維導(dǎo)入的簡(jiǎn)易性，提高了 Z向增強(qiáng)纖維的含量，克服分層現(xiàn)象。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合各實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，這些實(shí)施方式并非對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所作的功能、方法、或者結(jié)構(gòu)上的等效變換或替代，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0015]在本實(shí)施方式中，一種準(zhǔn)三維預(yù)制體的制備方法，包括以下步驟:
[0016]由聚丙稀晴基長(zhǎng)碳纖維徑向疊合針刺形成厚度為0.1?0.2mm，面密度50?200g/m2的無(wú)瑋織物；由聚丙烯晴基短切碳纖維經(jīng)蒸汽柔性處理、機(jī)械開松，梳理成厚度為0.1?0.2mm、面密度為50?200g/m2的碳纖維網(wǎng)胎；將所述無(wú)瑋織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層，并保證相鄰的無(wú)維織物層間以30度的夾角交錯(cuò)鋪層；通過(guò)針刺機(jī)傾斜于所述無(wú)維織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層的鋪設(shè)平面的方向連續(xù)針刺滲透兩層相鄰的無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎，并逐次針刺滲透所述無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎，其中刺針密度為20針/cm2，層間密度為5層/cm。具體的，在本實(shí)施方式中，該針刺機(jī)的針刺方向與無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎所在的平面的夾角為30?50度，并進(jìn)一步的優(yōu)選為45度。
[0017]上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0018]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0019]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種準(zhǔn)三維預(yù)制體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 由聚丙稀晴基長(zhǎng)碳纖維徑向疊合針刺形成厚度為0.1?0.2mm，面密度50?200g/m2的無(wú)瑋織物； 由聚丙烯晴基短切碳纖維經(jīng)蒸汽柔性處理、機(jī)械開松，梳理成厚度為0.1?0.2mm、面密度為50?200g/m2的碳纖維網(wǎng)胎； 將所述無(wú)瑋織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層，并保證相鄰的無(wú)維織物層間以30度的夾角交錯(cuò)鋪層； 通過(guò)針刺機(jī)傾斜于所述無(wú)維織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層的鋪設(shè)平面的方向連續(xù)針刺滲透兩層相鄰的無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎，并逐次針刺滲透所述無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎，其中刺針密度為20針/cm2，層間密度為5層/cm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)三維預(yù)制體的制備方法，其特征在于，所述針刺機(jī)的針刺方向與無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎所在的平面的夾角為30?50度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的準(zhǔn)三維預(yù)制體的制備方法，其特征在于，所述針刺機(jī)的針刺方向與無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎所在的平面的夾角為45度。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種準(zhǔn)三維預(yù)制體的制備方法，其通過(guò)針刺機(jī)傾斜于所述無(wú)維織物與碳纖維網(wǎng)胎交替疊層的鋪設(shè)平面的方向連續(xù)針刺滲透兩層相鄰的無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎，并逐次針刺滲透所述無(wú)維織物及碳纖維網(wǎng)胎，其中刺針密度為20針/cm2，層間密度為5層/cm。通過(guò)針刺機(jī)逐次針刺無(wú)維織物與碳纖維網(wǎng)胎并使針刺機(jī)進(jìn)行傾斜方向上的針刺手段，顯著地提高了Z向纖維導(dǎo)入的簡(jiǎn)易性，提高了Z向增強(qiáng)纖維的含量，克服分層現(xiàn)象。
【IPC分類】D04H5/08, D04H5/00, D04H5/02
【公開號(hào)】CN105063895
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510396873
【發(fā)明人】繆黎麗, 繆黎燕, 邵敏強(qiáng), 繆伯承, 裴強(qiáng), 陳益軍, 張俊
【申請(qǐng)人】宜興市飛舟高新科技材料有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月2日