[发明专利]防热与结构一体化的复合材料整流罩的制备方法

说明书

本发明提供一种防热与结构一体化的复合材料整流罩的制备方法；本发明使用成型模具先制备承力结构，待承力结构固化后以承力结构作为阳模来铺放防热结构，将防热结构与承力结构共同胶接，并在高温高压条件下进行二次固化，保证了防热结构与承力结构之间的胶接面的高强度特性；本发明避免了胶接面产生空隙、出现分层缺陷等问题，同时保证了防热结构与承力结构在外形上的完全匹配，具有胶接面积大、无界面分层、粘接效果优异的优势，减少了带有防热结构的复合材料整流罩的时间成本、模具成本以及质量隐患；本发明还解决了当防热功能组件尺寸较大或形状不规则时，套装工艺实施困难且易出现胶接面分层脱粘等质量问题。

技术领域

本发明涉及复合材料整流罩成型工艺技术领域，特别涉及一种防热与结构一体化的复合材料整流罩的制备方法。

背景技术

纤维增强复合材料在航空领域已经得到愈加广泛的应用，其强度高、质量轻、耐高温、耐低温、耐腐蚀等优势使其在航空航天领域的应用场景也愈加多样，复合材料整流罩多用于导弹及火箭等产品前端，用于保护其内部结构件及电子仪器等免受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响。由于使用条件苛刻，整流罩前端多采用耐烧蚀端头结构用于保护承力结构，但随着导弹及火箭的不断改进演化，整流罩外形逐渐由类圆锥结构变为异型结构，不利于防热结构的二次胶接装配。

复合材料整流罩等承力结构件与防热功能件通常采用分体成型，后胶接加螺接的方式。当防热功能组件尺寸较大或形状不规则时，传统方法工艺实施极为困难且易出现胶接面分层脱粘等质量问题，装配结构件与防热功能件对产品的尺寸精度有较高的需求，通常防热件需套装至结构件外部并于胶接面留出规定范围内的间隙，在间隙内部填充树脂后固化得到一体的防热—结构件；但当产品外形不规则时不利于上述工艺的实施，首先两种组件成型时难以保证二者的尺寸精度配合，易出现套装时卡住的现象，其次难以保证注胶效果，容易导致局部缺少胶液或加压不足，出现脱粘现象。

作为承力结构及防热功能一体化复合材料整流罩，成型中涉及到的预浸料制备、预浸料铺放、热压实及高温固化工艺为成型中的攻关目标。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提出了一种防热与结构一体化的复合材料整流罩的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提出的防热与结构一体化的复合材料整流罩的制备方法，包括如下步骤：

S1、分别制备结构件预浸料和防热件预浸料，以及制作复合材料整流罩的成型模具；

成型模具包括：用于铺放预浸料的内模、结构件固化用外模和防热件预压用外模；

S2、使用结构件预浸料在内模上铺放复合材料整流罩的承力结构；

S3、固化承力结构；

S4、在承力结构降温后，脱去结构件固化用外模，保留位于承力结构内部的内模；

S5、以承力结构作为阳模，使用防热件预浸料铺放复合材料整流罩的防热结构，铺放完成后得到完整的复合材料整流罩；

S6、对复合材料整流罩进行固化；

S7、对复合材料整流罩进行脱模，脱去位于承力结构内部的内模，得到承力结构及防热结构一体化的复合材料整流罩。

优选地，在步骤S1中，结构件预浸料以T800级碳纤维作为增强材料，以环氧树脂、氰酸酯树脂或双马来酰亚胺树脂作为基体，使用热熔法制备得到；结构件预浸料中碳纤维的体积含量为54％～60％；结构件预浸料采用单向纤维增强预浸料或纤维织物增强预浸料。

优选地，在步骤S1中，使用高硅氧玻璃纤维布及钡酚醛树脂通过溶剂法制备得到防热件预浸料；防热件预浸料采用纤维织物增强预浸料；单层防热件预浸料的厚度为0.26±0.1mm。