[发明专利]具有暴露加强物的复合层

说明书

本发明涉及一种包含基体和加强物的复合结构。基体包含基本不导电的材料。加强物包含导电材料。加强物位于基体内从而形成复合层。加强物的一部分在复合层的表面暴露，以使复合层的电导率在基本垂直于复合层的方向上增加。

技术领域

本公开一般涉及复合层，具体地，涉及用于使用复合层传导电能的方法和设备。

背景技术

复合材料可以用来为不同类型的物体形成结构。如在此使用，“复合材料”，也称为“复合物”，包含两种或更多种不同类型的材料。这些材料具有不同的物理和/或化学性质，其在复合材料内可以保持分离且不同。

使用一种或更多种复合材料形成的结构称为复合结构。复合材料可以用来为物体/客体（object）形成复合结构，例如但不限于航空器、无人飞机（UAV）、航天飞机、水上交通工具、陆上交通工具、机动车、建筑、机电装置、装甲，以及其它合适类型的物体。

在一个说明例子中，一种或更多种复合材料可以用来形成在飞机中使用的复合结构。复合结构可以是例如用于飞机的机翼或机身的蒙皮板。使用复合材料形成的结构可以与使用其它材料例如金属形成的相同结构比较具有增加的强度。进一步地，使用复合材料形成的结构可以与使用这些其它材料形成的相同结构比较具有减轻的重量。

然而，在一些情况下，复合结构可能不提供希望水平的电导率。例如，复合结构可能不能传导由在复合结构周围发生的电磁事件在复合材料中感应的电能。电磁事件可以是例如雷击。由电磁事件生成的电能可以采取电流和/或电磁力的形式。

作为一个说明例子，用于飞机机身的一些当前可用的复合蒙皮板不能为在闪电接触飞机机身时电流和/或电磁力提供希望数目的导电路径。这些电流和/或电磁力试图发现最小电阻的路径。在一些情况下，最小电阻的路径的一部分经过其中存在极少复合材料的复合蒙皮板中的基体。由于电流和/或电磁力沿该路径行进，因此该电流和/或电磁力在基体中导致不希望的不一致性。

进一步地，当试图发现最小电阻的路径时，这些电流和/或电磁力可以以不希望的方式影响飞机中的复合结构和/或其它部件。例如，电流和/或电磁力可以导致飞机中的复合结构和/或其它部件过热超过选择容限/公差。受影响的其它部件包括，例如但不限于，复合蒙皮板、接线、铰链、电气系统和/或在飞机中的其它合适部件。因此，希望具有考虑上面讨论的问题中的至少一些以及可能的其它问题的方法和设备。

发明内容

在一个示例性实施例中，设备包含基体和加强物/加固物（reinforcement）。基体包含基本不导电的材料。加强物包含导电材料。加强物位于基体内从而形成复合层。加强物的一部分在复合层的表面暴露，以使复合层的电导率在基本垂直于复合层的方向上增加。

在另一示例性实施例中，复合结构包含多个复合层。在多个复合层中的复合层包含基体和加强物。基体包含基本不导电的材料。加强物包含导电材料并位于基体内。加强物的一部分在复合层的表面暴露，以使复合层的电导率在基本垂直于复合层的方向上增加。在复合层的表面暴露的加强物的部分将复合层电连接/电气连接到在多个复合层中的另一复合层，以使复合结构在基本平行于复合结构的z轴的方向上具有希望水平的电导率。

在更另一示例性实施例中，存在用于使用复合结构传导电能的方法。操作包含复合结构的物体。响应于在物体的操作期间发生的电磁事件在复合结构中感应电能。复合结构包含多个复合层。在多个复合层中的复合层包含基体和加强物。基体包含基本不导电的材料。加强物包含导电材料并位于基体内。加强物的一部分在复合层的表面暴露。响应于电磁事件在复合结构中感应的电能使用在多个复合层中的复合层的表面暴露的加强物的该部分在复合结构内传导，以使在基本平行于复合结构的z轴的方向上增加复合结构的电导率。

在更另一示例性实施例中，存在用于形成复合层的方法。加强物被嵌入在基体中中从而形成复合层。基体包含基本不导电的材料。加强物包含导电材料。加强物的一部分在复合层的表面的选择部分暴露，以使复合层的电导率在基本垂直于复合层的方向上增加。