[发明专利]一种复合材料消音降噪声衬及其制备方法

摘要

本发明涉及一种复合材料消音降噪声衬及其制备方法，属于结构/功能一体化复合材料成型技术领域，主要涉及复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬组件及其成型工艺方法和应用，具体涉及芳纶纤维及玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料预浸料铺层、高分子声学隔膜材料的应用、热压罐固化成型，通过激光加工方法在复合材料层板上加工出大量微孔，Nomex芳纶纸蜂窝芯与复合材料面板及背板通过膜状胶粘剂粘接固化形成一种微穿孔板复合材料消音降噪声衬，所述声衬可为单自由度声衬结构，也可为多自由度声衬结构，可以实现航空发动机的声学降噪功能。

主权项

1.一种复合材料消音降噪声衬，其特征在于：该声衬包括微孔面板、蜂窝芯和背板；所述的蜂窝芯位于微孔面板和背板之间；所述的微孔面板的材料为芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料或玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料；所述的微孔面板上带有微孔；所述的背板的材料为芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料或玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料；所述的微孔面板上的微孔孔径为0.5‑2.0mm，孔间距为4.0‑8.0mm，穿孔率为1％‑10％；所述的微孔面板的四个侧边上均带有翻边，平行于航向的两个侧边上带有的翻边部分上有排水孔，排水孔的直径为2‑5mm；所述的蜂窝芯的材料为Nomex芳纶纸蜂窝芯，密度为40‑55kg/m³，所述的蜂窝芯与背板连接的面上带有排水槽；所述的微孔面板和背板为薄层板结构，厚度为0.5‑2.0mm，面板采用芳纶纤维/玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料层板，背板采用芳纶纤维/玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料层板；该复合材料消音降噪声衬的制备方法，包括如下步骤：步骤(一)面板的成型将芳纶预浸料或玻璃纤维预浸料在面板的成型阴模上进行铺层，包覆真空袋后，在热压罐中进行固化，固化完成后得到面板；步骤(二)机加对步骤(一)得到的面板加工微孔，再对面板翻边进行修边及排水孔的机械加工；步骤(三)蜂窝定型、切割对蜂窝在160‑165℃条件下进行定型，然后将定型好的蜂窝按照面板轮廓线进行切割，并在蜂窝与背板粘接的一侧加工排水槽，得到蜂窝芯；步骤(四)组装在步骤(二)得到的面板的粘接面及背板的粘接面上各铺覆一层胶膜，然后通过热空气对面板微孔处的胶膜进行气压开孔，开孔完成后在面板和背板之间粘结步骤(3)制备的蜂窝芯，并采用发泡胶进行封边，然后进行定位并固化，得到组合体；所述的热空气的温度为40‑60℃，流量为0.08‑0.12m³/s；步骤(五)胶接固化将步骤(四)组装完成的组合体置于热压罐中固化后，脱模得到复合材料消音降噪声衬；所述的步骤(一)中，固化工艺为：固化温度为120‑140℃，真空表压不大于‑0.097MPa，以10℃‑40℃/h升温速率进行升温，固化压力0.5MPa‑0.7MPa，固化时间2h‑4h；之后降温，降温速率20℃‑60℃/h，降温至60℃以下，固化完成；所述的步骤(一)中预浸料为芳纶纤维或玻璃纤维增强环氧树脂基预浸料，具体包括增强体和树脂，其中增强体采用芳纶纤维织物或玻璃纤维织物，树脂采用130℃中温固化环氧树脂或180℃高温固化环氧树脂；所述的步骤(二)中，对复合材料面板采用激光钻孔的方式加工微孔；所述的步骤(三)中采用的蜂窝为Nomex芳纶纸蜂窝；所述的所述步骤(四)中胶膜采用130℃固化中温胶膜、130℃固化高温胶膜或170℃固化高温胶膜；发泡胶采用130℃固化中温发泡胶、130℃固化高温发泡胶或170℃固化高温发泡胶；所述的步骤(五)中固化压力为0.2～0.3MPa，升温速率为10℃～40℃/h，降温速率≤20℃/h。