[发明专利]一种具有负热膨胀性质的双材料点阵结构及其材料

权利要求书

1.一种具有负热膨胀性质的双材料点阵结构，其特征在于：包括两根斜杆、一根横杆和底部复合杆，所述底部复合杆包括一根长杆和两根短杆，两根短杆位于长杆的上方并且与长杆相互平行并共面，两根短杆的外端分别与长杆的一端连接，两根短杆的内端分别与两根斜杆的底端连接，两根斜杆的上端分别与横杆的一端连接，所述横杆、两根斜杆和所述底部复合杆中的两根短杆内端之间的连线构成等腰梯形结构，所述横杆和底部复合杆中的短杆使用热膨胀系数为α₁的材料1，所述长杆和两根斜杆使用热膨胀系数为α₂的材料2，且α₁＞α₂＞0。

2.根据权利要求1所述的一种具有负热膨胀性质的双材料点阵结构，其特征在于：该点阵结构等腰梯形高度方向的热膨胀系数为：

当时，等腰梯形高度方向的热膨胀系数为负，

其中，α_y为等腰梯形高度方向的热膨胀系数，a为斜杆的长度，2b为横杆的长度，2L为长杆的长度，2r为两个短杆内端之间连线的长度。

3.根据权利要求1所述的一种具有负热膨胀性质的双材料点阵结构，其特征在于：所述底部复合杆包括两根长杆和两根短杆，两根短杆位于两根平行的长杆之间，所述底部复合杆所在平面与等腰梯形结构所在的平面垂直。

4.一种使用权利要求1至3中任一项所述的一种具有负热膨胀性质的双材料点阵结构制成的材料，其特征在于：将一个或一个以上所述点阵结构以其中一个点阵结构中心线为轴形成点阵胞元结构,所述点阵结构中心线是指等腰梯形结构上下两底中点之间的连线，将所述点阵胞元结构沿等腰梯形高度方向阵列，得到具有单方向负热膨胀性能的直线型结构，将该直线型结构作为基本单元，按照几何排布组合规律得到点阵复合材料。

5.根据权利要求4所述的材料，其特征在于：当只有一个点阵结构形成点阵胞元结构时，所述点阵胞元结构与点阵结构相同；当有两个或两个以上点阵结构形成点阵胞元结构时，所述点阵胞元结构是指：将两个或两个以上所述点阵结构的中心线重合，即以其中一个点阵结构中心线为轴，两个或两个以上横杆相互交叉，两个或两个以上底部复合杆交叉而形成的结构。

6.根据权利要求5所述的材料，其特征在于：所述点阵胞元结构沿等腰梯形的高度方向进行阵列时，点阵胞元结构连接采用采用底对底，即横杆对横杆、底部复合杆对底部复合杆的连接方式。

7.根据权利要求6所述的材料，其特征在于：所述横杆对横杆、底部复合杆对底部复合杆的连接方式为上一个点阵胞元结构与下一个点阵胞元结构共用相对应的横杆，上一个点阵胞元结构与下一个点阵胞元结构共用底部复合杆。

8.根据权利要求7所述的材料，其特征在于：当形成点阵胞元结构的点阵结构为两个或两个以上，且点阵结构的底部复合杆为两个长杆时，所述共用底部复合杆连接方式为短杆共用，此时点阵胞元结构中各底部复合杆中的长杆连接在短杆外端形成短杆的外接多边形，共用该外接多边形。

9.根据权利要求6所述的材料，其特征在于：所述横杆对横杆、底部复合杆对底部复合杆的连接方式为上一个点阵胞元结构的横杆与下一个点阵胞元结构的横杆两端连接，上一个点阵胞元结构的底部复合杆中的长杆与下一个点阵胞元结构的底部复合杆中的长杆两端连接。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的材料，其特征在于：所述阵列是指将多个所述点阵胞元结构沿等腰梯形的高度方向进行排列成型，所述排列成型的方式为一体成型或连接成型。