[发明专利]高强度泡沫夹芯碳纤维复合材料外压容器及其制备方法

权利要求书

1.高强度泡沫夹芯碳纤维复合材料外压容器，其特征在于：该外压容器由内蒙皮层（1）、外蒙皮层（2）、高强度吸声泡沫夹芯层（3）、碳纤维复合材料实心段（4）、上部法兰（5）以及下部法兰（6）组成；所述内蒙皮层（1）与所述外蒙皮层（2）之间设置所述高强度吸声泡沫夹芯层（3）；所述内蒙皮层（1）、外蒙皮层（2）以及高强度吸声泡沫夹芯层（3）通过缠绕工艺一体成型为该外压容器的圆柱体筒身；筒身顶端和底端也通过缠绕工艺一体成型为所述碳纤维复合材料实心段（4）；并且通过螺钉（7）的紧固连接分别可以将筒身顶端与所述上部法兰（5）之间、筒身底端与所述下部法兰（6）之间相互对应进行连接，所述内蒙皮层（1）、外蒙皮层（2）的缠绕角度为50-60°，所述碳纤维复合材料实心段（4）的缠绕角度为65-90°，所述碳纤维复合材料实心段（4）是由螺旋层、内蒙皮层、环向层以及外蒙皮层组成。

2.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫夹芯碳纤维复合材料外压容器，其特征在于：所述高强度吸声泡沫夹芯层（3）两端部均设有倒角。

3.制备如权利要求1所述的高强度泡沫夹芯碳纤维复合材料外压容器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：通过碳纤维干法缠绕工艺或碳纤维湿法缠绕工艺成型两端实心段螺旋层，螺旋层按照65-90°的角度范围缠绕；

第二步：通过碳纤维干法缠绕工艺或碳纤维湿法缠绕工艺成型内蒙皮层，内蒙皮层按照50-60°的角度范围缠绕；

第三步：内蒙皮层制备完成后，将高强度吸声泡沫夹芯层置于制备好的内蒙皮层上；

第四步：通过碳纤维干法缠绕工艺或碳纤维湿法缠绕工艺成型两端实心段螺旋层，螺旋层按照65-90°的角度范围缠绕；

第五步：通过碳纤维干法缠绕工艺或碳纤维湿法缠绕工艺成型两端实心段环向层；

第六步：通过碳纤维干法缠绕工艺或碳纤维湿法缠绕工艺成型两端实心段螺旋层，螺旋层按照65-90°的角度范围缠绕；

第七步：通过碳纤维干法缠绕成型工艺或碳纤维湿法缠绕成型工艺制备外蒙皮层，外蒙皮层按照50-60°的角度范围缠绕；

第八步：通过碳纤维干法缠绕工艺或碳纤维湿法缠绕工艺成型两端实心段螺旋层，螺旋层按照65-90°的角度范围缠绕；

第九步：通过碳纤维干法缠绕工艺或碳纤维湿法缠绕工艺成型两端实心段环向层，使实心段厚度和筒身厚度相同；

第十步：按照一定的固化制度，放入烘箱旋转固化；

第十一步：固化脱膜以后对碳纤维复合材料实心段进行切割打磨，并且将碳纤维复合材料实心段分别与上部法兰、下部法兰进行无胶装配预打孔；

第十二步：打孔完成后，对孔口以及连接面进行打磨、除杂和清洗；

第十三步：清理完成后，先将下部法兰凹槽内和碳纤维复合材料实心段一端涂抹结构胶膜进行胶接，然后再在螺钉上涂抹结构胶膜逐个进行固定，两者连接完成以后，在室温下固化24h；

第十四步：按照步骤（十三）的方法，完成上部法兰和碳纤维复合材料实心段另一端的连接，最后，将碳纤维复合材料实心段与上部法兰、下部法兰的连接外边缘以及螺钉边缘涂抹一圈防水密封胶，形成防水密封胶环，完成外压容器的制备。

4.根据权利要求3所述的制备高强度泡沫夹芯碳纤维复合材料外压容器的方法，其特征在于：所述高强度吸声泡沫夹芯层为高强度无机物填充树脂。

5.根据权利要求3所述的制备高强度泡沫夹芯碳纤维复合材料外压容器的方法，其特征在于：所述高强度吸声泡沫夹芯层的热变形温度为120℃。

6.根据权利要求3所述的制备高强度泡沫夹芯碳纤维复合材料外压容器的方法，其特征在于：所述内蒙皮层、外蒙皮层和碳纤维复合材料实心段的树脂基体均为热固性树脂，并且所述树脂基体质量含量为28%-35%。