一种用于形成蜂窝结构的薄板层和蜂窝结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于形成蜂窝结构的薄板层和蜂窝结构，特别涉及一种通过强化层如碳纤维或功能材料进行增强的一种用于形成蜂窝结构的薄板层和蜂窝结构。
【背景技术】
[0002]蜂窝结构是由金属材料、玻璃纤维织物或复合材料制成的一系列六边形、四边形及其他形状孔格的多孔固体材料。
[0003]到目前为止，蜂窝力学性能提高只能通过增加蜂窝结构密度来实现，这样明显失去了减重的功效，如何在不增加蜂窝结构密度的前提下，提高蜂窝结构的力学性能和/或功能特性，是本实用新型要解决的主要问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的实施例旨在克服以上缺陷，提供了一种用于形成蜂窝结构的薄板层和蜂窝结构，通过在蜂窝结构的任意两个蜂窝单元粘合的地方粘和有单元壁宽度的增强材料或功能材料，可确保在不额外增加重量或密度的同时，提高了蜂窝结构的力学性能和或增加了蜂窝结构的功能特性。
[0005]为解决上述问题，根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于形成蜂窝结构的薄板层，薄板层至少包括三层薄板材料，至少三层薄板材料在竖直方向上从上到下设置;薄板层还包括强化层，强化层为增强材料或功能材料，强化层设置在相邻的薄板材料之间，每条强化层在宽度方向上的宽度为I个单元壁宽度;相邻的薄板材料之间设置有至少两条强化层，同一水平面上相邻的强化层在宽度方向上的间距都为3个单元壁宽度，每条强化层包括上表面和下表面，上表面和下表面都设置有粘合剂，相邻的薄板材料之间通过位于相邻的薄板材料之间的强化层的上表面的粘合剂和下表面的粘合剂连接，竖直方向上相邻的强化层在宽度方向上的间距都为I个单元壁宽度。
[0006]根据本实用新型的第二方面，提供了一种薄板层，其中，薄板材料是芳族聚酰胺纸或铝箔;增强材料是碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料或金属薄板材料;功能材料是高导热率材料、吸波材料或中子吸收材料。
[0007]根据本实用新型的第三方面，提供了一种薄板层，其中，高导热率材料是铜箔、铝箔或碳纤维纸;吸波材料是铁氧体吸波材料、短切碳纤维吸波材料、镀镍玻璃微珠和炭黑中的一种或多种；中子吸收材料是立方氮化硼。
[0008]根据本实用新型的第四方面，提供了一种薄板层形成的蜂窝结构，其中，在竖直方向上把粘合的薄板层展开，从而使薄板层膨胀形成六边形蜂窝结构，每个蜂窝单元具有6个相等的单元壁宽度的单元壁，每个蜂窝单元的两个相对壁的薄板材料通过强化层连接到相邻的两个蜂窝单元的相对壁的薄板材料上，每个蜂窝单元的其余四个壁的薄板材料没有通过强化层连接到相邻的蜂窝单元的相对壁的薄板材料上、并且四个壁是该蜂窝单元与相邻的蜂窝单元共有的壁。
[0009]根据本实用新型的第五方面，提供了一种薄板层的制备方法，其中，制备方法包括以下步骤：
[0010](I)强化层包括上表面和下表面，在强化层的上表面和下表面都设置有粘合剂，强化层为增强材料或功能材料，每条强化层在宽度方向上的宽度设置为I个单元壁宽度；
[0011](2)在竖直方向上从上到下设置至少三层薄板材料；
[0012](3)在步骤(2)中的相邻的薄板材料之间设置有至少两条步骤（I)中的强化层；同一水平面上相邻的每条步骤(I)中的强化层在宽度方向上的间距都设置为3个单元壁宽度；竖直方向上相邻的每条步骤(I)中的强化层在宽度方向上的间距都设置为I个单元壁宽度；
[0013](4)相邻的步骤(3)中的薄板材料之间通过位于相邻的步骤(3)中的薄板材料之间的步骤(I)中的强化层的上表面的粘合剂和下表面的粘合剂连接，制得薄板层。
[0014]根据本实用新型的第六方面，提供了一种薄板层的制备方法，其中，制备方法包括以下步骤：
[0015](I)将强化层在宽度方向上裁剪为一个单元壁宽度;强化层包括上表面和下表面，在强化层的上表面和下表面都设置有粘合剂，强化层为增强材料或功能材料；
[0016](2)在竖直方向上从上到下设置至少三层薄板材料；
[0017](3)在步骤(2)中的相邻的薄板材料之间设置有至少两条步骤（I)中的强化层；同一水平面上相邻的每条步骤(I)中的强化层在宽度方向上的间距都设置为3个单元壁宽度；竖直方向上相邻的每条步骤(I)中的强化层在宽度方向上的间距都设置为I个单元壁宽度；
[0018](4)相邻的步骤(3)中的薄板材料之间通过位于相邻的步骤(3)中的薄板材料之间的步骤(I)中的强化层的上表面的粘合剂和下表面的粘合剂连接，制得薄板层。
[0019]根据本实用新型的第七方面，提供了一种薄板层的制备方法，其中，分别在步骤
(I)中的强化层的上表面和下表面设置粘合剂，还能够通过分别向步骤(2)中的薄板材料面向强化层的表面上设置粘合剂来进行。
[0020]根据本实用新型的第八方面，提供了一种薄板层的制备方法，其中，
[0021 ]薄板材料为芳族聚酰胺纸或铝箔；
[0022]增强材料为碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料或金属薄板材料；
[0023]功能材料为高导热率材料、吸波材料或中子吸收材料。
[0024]根据本实用新型的第九方面，提供了一种薄板层的制备方法，其中，
[0025]高导热率材料为铜箔、铝箔或碳纤维纸；
[0026]吸波材料是铁氧体吸波材料、短切碳纤维吸波材料、镀镍玻璃微珠和炭黑中的一种或多种；中子吸收材料为立方氮化硼。
[0027]根据本实用新型的第十方面，提供了一种通过上述制备方法制备的薄板层制备蜂窝结构的方法，其中，方法包括以下步骤：
[0028](I)固化粘合剂以便把薄板材料、强化层粘合在一起；
[0029](2)在薄板材料的竖直方向上把粘合的薄板材料展开，从而使薄板层膨胀形成六边形蜂窝结构；
[0030](3)将步骤(2)展开的薄板层在高温下进行处理，以确保展开后的形状在后续工作中不产生变化；
[0031](4)将步骤(3)展开的经高温处理过的薄板层浸渍在树脂溶液中，然后固化树脂，以使相邻的蜂窝单元相互粘合的地方的薄板材料、强化层得到增强并粘合成一个整体，制得蜂窝结构芯材。
[0032]本实用新型通过强化层实现了在不增加蜂窝结构单元密度的情况下;一方面大幅提高蜂窝结构的平面压缩强度/模量及平面剪切强度/模量;另一方面大大降低了蜂窝结构成型过程的蜂窝结构压缩量;此外，本实用新型扩大了蜂窝结构成型的工艺窗口，从而确保蜂窝结构制件外形更加精确；在不增加蜂窝结构单元密度的情况下增加了蜂窝结构的功能，例如:增强材料可以为碳纤维布，用于提高蜂窝结构的导热性能；增强材料还可以为吸波材料，用于提高蜂窝结构的吸波性能。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图I为蜂窝结构单元结构示意图。
[0035]图2A为蜂窝结构的薄板层的第一结构示意图。
[0036]图2B为图2A展开后的蜂窝结构的第一结构示意图。
[0037]图3A为蜂窝结构的薄板层的第二结构示意图。
[0038]图3B为图3A展开后的蜂窝结构的第二结构示意图。
[0039]图4A为蜂窝结构的薄板层的第三结构示意图。
[0040]图4B为图4A展开后的蜂窝结构的第三结构示意图。
[0041 ]图5A为蜂窝结构的薄板层的第四结构示意图。
[0042]图5B为图5A展开后的蜂窝结构的第四结构示意图。
[0043]图6为蜂窝结构水平极化及垂直极化透波状态示意图。
[0044]图7为传统蜂窝结构水平极化及垂直极化透波状态对比示意图。
[0045]附图标记说明：
[0046]1、薄板层2、薄板材料3、强化层
[0047]4、粘合剂5、蜂窝结构
【具体实施方式】
[0048]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0049]本实用新型的实施例为解决上述问题，提供了一种用于形成蜂窝结构5的薄板层I，薄板层I至少包括三层薄板材料2，至少三层薄板材料2在竖直方向上从上到下设置;薄板层I还包括强化层3，强化层3为增强材料或功能材料，强化层3设置在相邻的薄板材料2之间，每条强化层3在宽度方向上的宽度为I个单元壁宽度;相邻的薄板材料2之间设置有至少两条强化层3，同一水平面上相邻的强化层3在宽度方向上的间距都为3个单元壁宽度，每条强化层3包括上表面和下表面，上表面和下表面都设置有粘合剂4，相邻的薄板材料2之间通过位于相邻的薄板材料2之间的强化层3的上表面的粘合剂4和下表面的粘合剂4连接，竖直方向上相邻的强化层3在宽度方向上的间距都为I个单元壁宽度。
[0050]图I为蜂窝结构单元结构示意图。
[0051]在本实施例中，竖直方向是指薄板层I的高度方向或厚度方向即叠放薄板层I的方向或薄板层I为了形成蜂窝而拉伸或膨胀的方向；单元壁长度是指薄板层I的竖直方向垂直的用于形成蜂窝深度方向的长度，如图I所示，单元壁长度为T;蜂窝结构5单元壁宽度是指用于形成蜂窝结构5的六边形的边长，如图I所示，该单元壁宽度为B;通常单独表述的单元壁本身为一个计量单位，通常为单元壁的宽度;竖直方向的蜂窝结构的总厚度为W;蜂窝结构在宽度方向的总宽度为L，其中，宽度方向垂直于竖直方向和深度方向。
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