本實(shí)用新型涉及一種碳纖維棒結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，尤其是涉及一種七維碳纖維棒結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的碳纖維棒骨架。

背景技術(shù)：

目前，三維碳纖維棒復(fù)合材料因其耐高溫、耐腐蝕、抗沖擊力等優(yōu)良性能，人們已廣泛地將其應(yīng)用在航空航天、高端產(chǎn)業(yè)等各領(lǐng)域中。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，三維碳纖維棒復(fù)合材料因采用的碳纖維為三維的水平垂直及縱向結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致存在以下缺陷：

其一：由于不是多角度增強(qiáng)受力，因此受力強(qiáng)度不夠均勻（剖截面上受力強(qiáng)度不一致），不能多方位抵抗沖擊力；

其二：由于本身由短切碳纖維棒構(gòu)成，因此限制了碳纖維棒本身的固特性，其耐高溫、耐腐蝕、抗沖擊力等優(yōu)勢得不到充分體現(xiàn)；

其三：因三維碳纖維棒復(fù)合材料內(nèi)部的三維碳纖維棒骨架占空比比較大,其之間的空隙較小，當(dāng)三維碳纖維棒骨架放入模具中進(jìn)行增強(qiáng)聚甲基丙烯酸甲酯、環(huán)氧樹脂、聚芳基乙炔硅樹脂、增強(qiáng)聚醚醚酮的澆鑄時，會產(chǎn)生阻力，導(dǎo)致所澆鑄的增強(qiáng)聚甲基丙烯酸甲酯、環(huán)氧樹脂、聚芳基乙炔硅樹脂、增強(qiáng)聚醚醚酮等產(chǎn)生氣泡，因而所制成的復(fù)合材料存在有瑕疵，當(dāng)復(fù)合材料用語高科技及高端的航空航天領(lǐng)域時，遇到高溫高壓時，小小的瑕疵就會帶來整個結(jié)構(gòu)的崩潰，從而帶來不能承受的損失，現(xiàn)在有了新型四維碳纖維棒結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，其四維碳纖維棒構(gòu)成了類金字塔結(jié)構(gòu)，其碳纖維棒的占比很高，其穩(wěn)定性更強(qiáng)，做成的復(fù)合材料個項(xiàng)指標(biāo)非常高，但是當(dāng)需要制作金屬基、陶瓷基的復(fù)合材料時，由于留下滲入空間有限，直接影響了復(fù)合材料的性能，因此亟待開發(fā)出具有較大滲入空間的七維碳纖維棒結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的三維、四維碳纖維棒復(fù)合材料所存在的上述問題,提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定牢固、受力強(qiáng)度均勻、能多方位抵抗沖擊力且有較大滲入空間的一種七維碳纖維棒結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種七維碳纖維棒結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的碳纖維棒骨架，碳纖維棒骨架有七組，其中三組由一組垂直一組橫向一組縱向組成，橫向的碳纖維棒相互之間等距離平行設(shè)置，縱向的碳纖維棒相互之間等距離平行設(shè)置，縱向的碳纖維棒和橫向的碳纖維棒上下交替設(shè)置，縱向的碳纖維棒組成的面和橫向的碳纖維棒組成的面相互之間等距離平行設(shè)置，所有縱向的碳纖維棒在垂直投影面上的投影重疊，所有橫向的碳纖維棒在水平投影面上的投影重疊，縱向碳纖維棒和橫向碳纖維棒在垂直投影面上構(gòu)成一正方形，垂直一組的碳纖維棒位于縱向碳纖維棒和橫向碳纖維棒在垂直投影面構(gòu)成正方形的中心線上；另有四組碳纖維棒，每組碳纖維棒相互平行且相鄰碳纖維棒均等距離，以斜角插入到前述三組碳纖維棒組成的立方體中的一個側(cè)面，面面相對的兩組碳纖維棒分別插在垂直纖維棒的左右或前后。橫向、縱向的碳纖維棒相互之間的距離至少4根碳纖維棒的直徑?？v向的碳纖維棒組成的面和橫向的碳纖維棒組成的面相互之的距離至少4根碳纖維棒的直徑。

本實(shí)用新型由于采用上述技術(shù)方案，取得了如下效果：

其一：針對三維碳纖維棒復(fù)合材料受力強(qiáng)度不夠均勻的問題，由于采用了七維結(jié)構(gòu)體，其形成的基本單元呈四棱錐包圍在一個三維結(jié)構(gòu)體上，結(jié)構(gòu)體不易扭曲、變形，無論從哪個方向切入，均構(gòu)成網(wǎng)狀，因此承受力平均，能多方位抵抗沖擊力。

其二：針對三維碳纖維棒復(fù)合材料多數(shù)由短切碳纖維棒構(gòu)成的問題，由于將碳纖維棒長條束整合成了碳纖維棒棒，因此拉伸性良好，能保持碳纖維棒本身耐高溫、耐腐蝕等特性。

其三：針對三維碳纖維棒復(fù)合材料對后續(xù)CVD工序帶來阻力的問題，本實(shí)用新型因?yàn)樗械奶祭w維棒骨架之間存在有開放通道，所以空間占空比較大，占30%——40%，延續(xù)到CVD工序中，能使工藝處理非常順利。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和本實(shí)用新型的具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

圖 1 是本實(shí)用新型的單個單元的結(jié)構(gòu)示意圖（垂直水平橫向三組碳纖維棒），

圖 2 是本實(shí)用新型的圖1的單個單元加了一組斜插的碳纖維棒結(jié)構(gòu)示意圖，

圖 3是本實(shí)用新型的圖2的右側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖，（在圖2的基礎(chǔ)上，再加了一組斜插的碳纖維棒結(jié)構(gòu)示意圖，構(gòu)成有兩組面對面的斜插的碳纖維棒）。

具體實(shí)施方式

圖中一種七維碳纖維棒結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的碳纖維棒骨架，碳纖維棒骨架有七組，其中三組由一組垂直1一組橫向2一組縱向3組成，橫向的碳纖維棒相互之間等距離平行設(shè)置，縱向的碳纖維棒相互之間等距離平行設(shè)置，縱向的碳纖維棒和橫向的碳纖維棒上下交替設(shè)置，縱向的碳纖維棒組成的面和橫向的碳纖維棒組成的面相互之間等距離平行設(shè)置，所有縱向的碳纖維棒在垂直投影面上的投影重疊，所有橫向的碳纖維棒在水平投影面上的投影重疊，縱向碳纖維棒和橫向碳纖維棒在垂直投影面上構(gòu)成一正方形，垂直一組的碳纖維棒位于縱向碳纖維棒和橫向碳纖維棒在垂直投影面構(gòu)成正方形的中心線上；另有四組碳纖維棒4、5（另兩組圖中未畫），每組碳纖維棒相互平行且相鄰碳纖維棒均等距離，以斜角插入到前述三組碳纖維棒組成的立方體中的一個側(cè)面，面面相對的兩組碳纖維棒分別插在垂直纖維棒的左右或前后。橫向、縱向的碳纖維棒相互之間的距離至少4根碳纖維棒的直徑?？v向的碳纖維棒組成的面和橫向的碳纖維棒組成的面相互之的距離至少4根碳纖維棒的直徑。

制作碳纖維棒復(fù)合材料時，可先制備長方體的模具，為了保證碳纖維棒的穿行順利，必須保證非常精度的加工精度，一般先制備碳纖維棒，將長絲碳纖維浸漬然后，經(jīng)過預(yù)成型，然后分多級加熱制成碳纖維棒，為了能夠在穿碳纖維棒時的穩(wěn)定，必須保證制成的碳纖維棒公差一致，并保持一定的精度范圍，然后依此分組將碳纖維棒按照每層放置在模具中，先放置水平面上的縱向碳纖維棒，然后放置橫向碳纖維棒，交替上述過程，直到全部放置好所有的縱向碳纖維棒和橫向碳纖維棒，然后依靠模具放置垂直的碳纖維棒，再將其余的四組碳纖維棒一組一組先放置在模具中，以一斜角從前述構(gòu)成的三組碳纖維棒組成的立方體中的一個側(cè)面插入，面面相對的兩組碳纖維棒分別插在垂直纖維棒的左右或前后。待所有的碳纖維棒全部放置后形成了碳纖維棒骨架，由于在進(jìn)行增強(qiáng)聚甲基丙烯酸甲酯、環(huán)氧樹脂、聚芳基乙炔硅樹脂、增強(qiáng)聚醚醚酮等的澆鑄時容易在模具內(nèi)形成氣泡，因此可以采用先對模具抽真空，然后澆鑄，進(jìn)行后續(xù)CVD工序，所有的碳纖維棒構(gòu)成的碳纖維棒骨架之間存在所有的空間均存在有開放通道，無任何的死角，并且整個碳纖維棒骨架每層的所有通道均等，因此當(dāng)進(jìn)行上述填料的澆鑄時，可以保證澆鑄到所有的空間，不會存在氣泡，保證復(fù)合材料的質(zhì)量。也同時由于整個碳纖維棒骨架每層的所有通道較寬暢，因此可以在澆鑄增強(qiáng)聚甲基丙烯酸甲酯、環(huán)氧樹脂、聚芳基乙炔硅樹脂、增強(qiáng)聚醚醚酮時摻入金屬粉或陶瓷粉，最后燒結(jié)成金屬基或陶瓷基或金屬陶瓷復(fù)合的碳纖維復(fù)合材料。