[发明专利]一种纳米孔复合材料用干燥工装

说明书

本发明涉及一种纳米孔复合材料用干燥工装，包括内型面孔板、外型面孔板、限厚块等，所述干燥装置各部分共同作用实现对纳米孔复合材料的保型干燥，所述工装结构简单，操作方便，可重复利用，且成本低，通过工装维型，限位块限厚，弹性施压装置提供均匀弹性约束，加温干燥过程分阶段阶梯温度调节，实现纳米孔复合材料的保型干燥，保证复合材料的完全干燥，无变形或微变形，提高产品的尺寸轮廓精度及成品率。

技术领域

本发明涉及干燥工装领域，具体涉及一种纳米孔复合材料用干燥工装。

背景技术

热防护材料是保障高超声速飞行器在极端工作条件下安全服役的关键技术之一。当飞行器进行高超声速飞行时，其表面与大气产生剧烈摩擦，严酷的气动加热使得表面温度急剧升高，局部温度甚至可能超过2000℃，进而造成飞行器内部温度的上升，温度上升会导致内部材料和结构性能的退化。因此，需要采用热防护材料来保护飞行器机身及内部设备，使其温度维持在允许范围内，以保障飞行器的结构完整性和运行安全性。

复合材料作为热防护材料的重要一部分，近些年来越来越受到热防护领域技术人员的重视，然而热防护复合材料的制备是一个系统性的工程，包括树脂研发、预制体设计与选材、模具工装设计与加工、复合材料成型与加工等众多环节，专利CN201911266938.7公开了高强度纳米孔可陶瓷化烧蚀防热复合材料及其制备方法，专利CN201911325924.8公开了一种低密度防热复合材料回转体制件的制备方法，两篇专利详细的介绍了一种热防护材料的制备方法，但这两篇专利都未详细的阐述干燥工装与干燥方法，然而干燥工装与干燥方法是影响复合材料制件最终尺寸轮廓的关键因素。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现复合材料、保型、完全干燥，无变形，提高产品尺寸轮廓精度及成品率的一种纳米孔复合材料用干燥工装。

本发明的干燥工装有效克服干燥过程由于毛细管张力及材料内部应力引起的复合材料不可预期变形，保证热防护复合材料的完全干燥，实现最终产品无变形或微变形，大大的提高产品的尺寸轮廓精度及成品率。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

热防护材料具有低密度、低成本、耐烧蚀，抗冲刷，防隔热一体等诸多优势。然而作为热防护材料的重要一部分——防热复合材料以纤维针刺结构预制体为增强体，以酚醛树脂为基体，醇为溶剂。

设计人经过长期观察和思考了解到，由于针刺结构增强体密度不均匀，其制备过程存在不均匀的内力分布，干燥过程中溶剂在纳米孔内与气体的接触面存在表面张力，而溶剂与固体接触面存在附着力，这两种力的共同作用导致出现毛细管张力。复合材料不均匀的内应力与毛细管张力的存在，造成复合材料在无约束状态下干燥会出现不可预期变形、翘曲等现象，影响复合材料的产品外形和轮廓度，进而采取以下具体方案解决上述问题：

一种纳米孔复合材料用干燥工装，该工装包括内型面孔板和至少一个外型面孔板，干燥时，内型面孔板与外型面孔板连接锁紧并围成空腔，待干燥的纳米孔复合材料位于空腔中，纳米孔复合材料的两面同时与内型面孔板和外型面孔板贴合。

进一步地，所述的内型面孔板和外型面孔板的外形与纳米孔复合材料的形状匹配，所述的纳米孔复合材料的形状包括平板件、曲板件和回转体制件。

进一步地，所述的内型面孔板与外型面孔板之间设有避免纳米孔复合材料被过度压缩的限厚块。

进一步地，所述的外型面孔板开设有多个用于定位限厚块的限厚块凹槽。凹槽深度为2-5mm。

进一步地，干燥时，所述的限厚块设于内型面孔板与外型面孔板之间。此种情况多存在于平板件复合材料和曲板件复合材料的干燥。限厚块的高度略小于内型面孔板与外型面孔板之间间距，可以在复合材料微收缩过程中起到一定的限制作用，避免复合材料被过度压缩。