[发明专利]一种三维编织复合材料电缆罩及制备方法

说明书

本发明公开了一种航天三维编织复合材料电缆罩及制备方法，属于材料技术领域。本发明的航天三维编织复合材料电缆罩选用碳纤维层、玻璃纤维层并采用三维编织技术制备碳玻混杂2.5D编织预制体，之后选用耐高温的双马树脂基体，通过树脂传递模塑成型技术，实现碳玻混杂增强双马树脂的三维编织复合材料电缆罩的制备，以满足高速导弹对电缆罩的结构轻量化、耐热、透波性能的要求。本发明制备得到的碳玻混杂增强双马树脂的三维编织复合材料电缆罩具有整体性能好、质量轻、耐热性能优异、透波性优等优点；电缆罩编织工艺成型不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大、形状复杂的产品的生产，设备简单、投资少、见效快，且工艺简单、生产技术易掌握。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体地说是一种三维编织复合材料电缆罩及制备方法。

背景技术

电缆整流罩简称电缆罩，覆盖在发动机电缆外侧，在导弹总体布局设计中，为了连接飞行器内的电气系统，需要使用跨越多个舱段的穿舱电缆，电缆一般紧贴发动机等部段的外壁安装，飞行过程中电缆要受到外部气动力、热载荷作用。为确保电缆在飞行中的可靠工作，一般在电缆外设置有电缆罩。电缆罩对发动机起到热防护作用，对整个发动机的性能和使用寿命起到十分重要的保障作用。多年来，导弹电缆罩大多采用钛合金、铝合金结构承载，并在金属外表面涂敷防热涂层实现防热目的，但这种传统的结构设计思路存在质量大、隔热差、涂层施工成本高、涂层维护难，以及长期使用耐候性难保证等诸多缺陷，目前尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种三维编织复合材料电缆罩及制备方法，该方案提供了一种三维编织复合材料电缆罩预制体及其制备方法、提供了一种碳玻混杂增强双马树脂的三维编织复合材料电缆罩及其制备方法、提供了碳玻混杂增强双马树脂的三维编织复合材料电缆罩在航空和深海装备领域中的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种三维编织复合材料电缆罩预制体，其特征在于：该预制体选用碳纤维层和玻璃纤维层、采用三维编织技术制备碳玻混杂2.5D编织预制体；该预制体采用提花机进行编织，包括以下步骤：a、依据电缆罩的尺寸、厚度，对电缆罩的结构进行设计，得到电缆罩沿预制体厚度方向的纱线排布工艺参数；b、沿预制体厚度方向在提花机上进行混杂经纱排布，混杂经纱排布顺序为：下层为碳纤维层、中层为玻璃纤维层、上层为碳纤维层；c、从与预制体厚度垂直的方向引入所需纬纱，每一经纱对应层插入相同材料参数的纬纱进行编织，编织完成后得到电缆罩预制体。

所述步骤b中的混杂经纱排布顺序中的下层的碳纤维层、中层的玻璃纤维层、上层的碳纤维层的厚度之比为1-2:5-9:1-2。

所述步骤b中的碳纤维层采用碳纤维T300、碳纤维T700中的一种或两种，所述步骤b中的玻璃纤维层采用型号为SC8-24X1和/或CR18-5的玻璃纤维。

所述步骤c中的编织是在提花织机上进行。

所述步骤c中的编织的基础结构为浅交弯联2.5D，经纱和纬纱按照一上一下平纹进行交织。

所述步骤c中的每一经纱对应层插入相同材料参数的纬纱进行编织的含义为：碳纤维层的经纱对应碳纤维层的纬纱、玻璃纤维层的经纱层对应玻璃纤维层的纬纱。

一种三维编织复合材料电缆罩，在三维编织复合材料电缆罩预制体的基础上，将电缆罩预制体定形、合模、预热后，采用树脂传递模塑成型技术固化得到三维编织复合材料电缆罩。

该电缆罩的具体制备方法为：d、将双马树脂搅拌均匀、消泡，得到树脂溶液；e、将电缆罩预制体铺入复合模具下槽体并裁剪为设定的规格，采用丙酮进行电缆罩预制体的定形，盖上复合模具上盖板合模后放入烘箱中进行预热；f、从烘箱中拿出复合模具，注入树脂溶液，采用树脂传递模塑成型技术（RTM）使得定形的电缆罩预制体浸渍树脂溶液，经固化后得到碳玻混杂增强双马树脂的三维编织复合材料电缆罩。