[发明专利]具有改进的疲劳性能的纤维增强的材料

说明书

提供纤维增强的织物，由这种织物形成的复合材料，和制造纤维增强的织物或复合材料的方法。相对于常规的纤维增强的织物，该织物和复合材料证明具有改进的疲劳性能。

相关申请的交叉参考

本申请要求2018年1月9日提交的欧洲专利申请No.18305013.7的优先权和所有权益，其全部公开内容在本文中通过参考完全引入。

技术领域

本文描述的本发明的一般概念涉及纤维增强的复合材料，和更特别地，含具有改进的疲劳性能的增强纤维的织物。

背景技术

已知使用纤维增强的材料，例如织物，垫子，面纱和类似物形成结构组件。许多增强织物包括并列排列且基本上平行于彼此的纵向纤维(经纱纤维)以及横向纤维(纬纱纤维)。纬纱纤维提供强度，织物处理优势，和任选地液体组分的渗透性的有益效益。当相对于纬纱纤维的数量，织物包括显著大量经纱纤维(例如，大于或等于90％)时，织物常常被称为单向织物。

如上所述，织物可用于形成纤维增强的结构组件。例如，织物可以堆叠或者在其他情况下层铺，形成风力涡轮机叶片的桅杆帽(spar cap)。特别地，在彼此之上排列若干层织物，形成层压体结构组件。在模具的特定面积和区域内排列织物层。浸灌工艺引入可固化基质材料(树脂)到模具内，为的是渗透织物层。在浸灌工艺期间，可施加真空到模具上，将各层压制在一起，并辅助树脂渗透各层。一旦充分地浸灌织物，则允许树脂硬化，形成结构组件。

使用这种纤维增强体的组件通常要求高的强度与重量比。例如，风能涡轮机叶片的桅杆帽必须耐受在可用的寿命期间来自显著大作用力(例如，风，离心力)下的几乎恒定的应力。尽管具有高的强度与重量比，但纤维增强的组件最终显示出劣化(疲劳)迹象。因此，需要具有改进的疲劳性能的纤维增强的组件。

发明内容

本文讨论的本发明的一般概念至少部分基于用于制造纤维增强的复合材料的织物，其证明相对于常规的纤维增强的组件，具有改进的疲劳性能。一般地，本文讨论的本发明的概念基于下述认识：在纤维增强的复合材料内部的非平行纤维(例如经纱和纬纱纤维)的连接点处发生最初的疲劳迹象(和相应的增强纤维断裂)。

在例举的实施方案中，提供用于增强与树脂结合形成的复合材料的织物。织物包括第一纤维和第二纤维，其中第一纤维平行于彼此取向，其中第二纤维平行于彼此取向，其中第二纤维垂直于第一纤维取向，和其中第一纤维对第二纤维之比为15:1至25:1。该织物的特征在于第一纤维包括第一施胶料和第二纤维包括第二施胶料，第一施胶料与该树脂相容，和第二施胶料与该树脂不相容。

在例举的实施方案中，提供含织物与树脂的复合材料。织物由第一纤维和第二纤维组成，第一纤维在基本上平行的取向方向上取向，和第二纤维在基本上垂直于第一纤维的取向方向上取向，和第一纤维对第二纤维之比为15:1至25:1。在某些实施方案中，第一纤维包括第一施胶料和第二纤维包括第二施胶料。

在例举的实施方案中，提供制造复合材料的方法。该复合材料由织物和树脂形成，其中织物包括第一纤维和第二纤维。该方法包括施加第一施胶料到第一纤维上，施加第二施胶料到第二纤维上，在平行的第一布局中定位第一纤维，在平行的第二布局中定位第二纤维，其中第一布局垂直于第二布局，和其中第一纤维对第二纤维之比为15:1至25:1，用树脂浸灌织物，固化树脂，形成复合材料，其中第一施胶料与该树脂相容，和第二施胶料与该树脂不相容。

根据例举实施方案的下述详细说明和根据附图，本发明的一般概念的许多其他方面，优点和/或特征将变得更加明显地显而易见。

附图说明

以下作为实例，参考附图，更加详细地描述本发明的一般概念，及其实施方案和优点，其中：

图1示出了形成纤维增强织物的体系。

图2阐述了用于复合材料的纤维增强的织物的生产方法。