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Haydale复合材料解决方案公司很高兴地宣布生产石墨烯增强导电碳纤维增强复合材料,该材料具有更好的抗雷击事件损坏能力。
许多航空航天结构和部件中使用的碳纤维增强复合材料易受雷击损坏。然而,通过使用Haydale专利的等离子功能化工艺HDPlas™,将功能化的纳米材料添加到环氧树脂中已被证明可以显着提高环氧树脂的导电性,从而使层压板能够消散雷击的能量在整个结构中,从而减少了局部加热,这在雷击事件中造成损坏。重要的是,这些改进已经实现,而现有制造工艺没有任何重大问题。
已经评估了改性材料的机械性能,并且已经表明通过添加特定的纳米颗粒可以保持或改善性能。特别注意基质主导的性质,例如平面内和层间剪切。在测量的模量中记录了16%-20%的改进,同时保持材料的强度。
在经过直接雷击事件的改性和未改性板之间进行了比较,并且已经证明通过使用这些添加剂可以消除严重的背面损坏和穿通,如下图所示。

雷击显示穿透后未修改面板的背面
在雷击之后,Haydale修改过的面板背面没有明显的损坏
这项工作是作为NATEP支持的GraCELS项目的一部分进行的,该项目是Haydale复合材料解决方案,英国空中客车公司,BAE系统公司,Cobham技术服务公司和SHD复合材料公司的合作研究项目。
HDPlas™石墨烯改性材料已被用于制造副翼,其灵感来自空中客车公司的Eco-Flyer飞机设计。副翼长度接近4米,采用了新颖的设计和制造方法。
副翼由空中客车公司设计并初步确定尺寸,并由斯坦福大学复合材料设计团队进行优化。根据最近发布的最新Trace Scaling理论,Steve Tsai和Sung Kyu Ha(汉阳大学)教授优化了原有的空中客车设计并实现了显着的减重效果。此外,副翼制造中使用的CFRP是浅角度,薄层结构,称为C-PLY™,由Chomarat提供,并具有Tsai教授多年来倡导的其他复合材料特定设计方面。
除了GraCELS财团成员之外,如果没有斯坦福大学团队,Chomarat和DIATEX的杰出贡献,示威者副翼也不可能发生,因为项目成功的最重要的知识和材料来源于此。
Haydale Composite Solutions董事总经理Gerry Boyce在评论发展时表示:
“开发具有显着改善的雷击性能同时保持甚至提高机械性能的复合材料将使飞机制造商能够生产比现有方法更轻,更便宜的易损部件,而不会影响飞行安全性。该项目表明,通过仔细选择材料,表面改性和Haydale的混合技术,这是可行的。项目合作伙伴现在正在寻求采用这项技术,以实现比迄今为止所取得的更好的性能。“
HCS认为,GraCELS项目中创建的导电碳纤维预浸料也适用于目前金属化涂层或网格结合到CFRP中的应用,例如需要EMC或RF屏蔽的电子外壳; 可再生能源领域的桅杆和大型涡轮叶片以及静电放电可能是材料选择等关键因素的应用。

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