[发明专利]纤维复合材料

说明书

本发明提出了一种纤维层复合材料，所述纤维层复合材料具有由纤维增强的合成树脂制成的中间层（2），在所述中间层的两侧上粘合有由成型记忆合金（3）制成的板材。板材被伪弹性拉伸并且纤维（4）被弹性拉伸，使得板材处于压应力下并且纤维（4）处于拉应力下。通过加热到或者加热超过成型记忆合金（3）的转化温度，板材收缩，这增强了弹性拉伸的纤维（4）。

技术领域

本发明涉及具有权利要求1、7和9的前序部分的特征的纤维复合材料、其制造方法和其应用。

背景技术

已知成型记忆合金。成型记忆合金是金属合金，该金属合金通过其结晶结构的相变而通常在马氏体和奥氏体之间改变其形状。在达到或者超过转化温度时进行相变和形状变化。成型记忆合金必须事先进行变形，这典型地、然而并非强制地通过机械变形实现，所述机械变形随后通过加热到或者加热超过转化温度而能够完全或者部分地恢复。这种变形——在该变形后，成型记忆合金通过加热到或者加热超过转化温度而能够完全或者部分地恢复——被称作“伪塑性变形”。具有双向效果的成型记忆合金也是已知的，所述成型记忆合金在高温下改变形状并且在在低温下完全或者部分地恢复。在这里，成型记忆合金应当被理解为金属或者其他合金，所述金属或者其他合金改变其形状，如果它被加热到或者加热超过转化温度，而与这是否由于其结晶结构的变化或者其他方式无关，并且也与成型记忆合金是否事先发生变形、被加热或者被冷却或者以其他方式被处理无关。

成型记忆聚合物也是已知的，所述成型记忆聚合物与成型记忆合金类似地在改变形状之后完全或者部分地恢复，如果它们被加热到或者加热超过转化温度。一般而言，“成型记忆材料”应当被理解为一种材料，该材料变形、尤其是恢复形状并且尤其是缩短，如果它被加热到或者加热超过在这里称作转化温度的温度

专利申请US 2011/0 300 358 A1公开了具有碳纤维的纤维层复合材料，所述纤维层复合材料具有预浸料（预浸渍的纤维），所述预浸料被层压到由成型记忆合金制成的板材或者箔上。预浸料和由成型记忆合金制成的板材或者箔交替式上下堆叠地布置。“层压”意指，预浸料以材料锁合的方式与由成型记忆合金制成的板材或者箔连接。通过加热到或者加热超过成型记忆合金的转化温度，已知的纤维层复合材料改变其形状。

发明内容

本发明的任务是，提出一种具有成型记忆材料的纤维复合材料，所述纤维复合材料产生较高的机械力，如果它被加热到或者加热超过成型记忆材料的转化温度并且被保持不变形。

该任务根据本发明地通过权利要求1的特征来来解决。

根据本发明的纤维复合材料具有成型记忆材料和纤维。纤维例如是玻璃纤维、石纤维、金属纤维、陶瓷纤维、塑料纤维和/或碳纤维或者通常在纤维增强塑料中使用的纤维。也能够使用由不同材料制成的纤维。纤维能够是短的或者长的、单向的、双向的、任意取向或者无序的，也能够使用纤维织物、纤维针织物、纤维编织物和/或纤维无纺织物。这些列举是示例性的、并非详尽无遗。

纤维与成型记忆材料连接，使得力在纤维和成型记忆材料之间传递。尤其地，纤维和成型记忆材料抗剪式连接，或者，尤其是拉伸力和压缩力由纤维传递到成型记忆材料，反之亦然。连接能够是全表面的、部分表面的或者局部的。全表面的连接可能通过材料锁合来实现，例如通过借助于合成树脂将纤维与成型记忆材料粘结。局部的连接可能例如机械地实现，例如利用螺栓、铆钉、销和/或通过夹紧在成型记忆材料上的纤维。

根据本发明，成型记忆材料被伪塑性拉伸，使得它缩短，如果它被加热到或者加热超过其转化温度，并且，成型记忆材料在加热到或者加热超过转化温度之前具有机械压应力并且纤维具有机械拉应力。由于成型记忆材料通过加热到或者加热超过其转化温度而缩短，成型记忆材料的压应力和纤维的拉应力减小，并且，因而纤维复合材料所施加的力相对于成型记忆材料在无纤维并且无拉应力和压应力的情况下所施加的力增大。