中国国际复合材料工业技术展览会 China Composites Expo
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美国橡树岭国家实验室开发CFRP防雷击新材料
来源:中国复材展组委会编译  2019-12-20 10:15:08
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文章关键词: 美国橡树岭国家实验室开发CFRP防雷击新材料

原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-288-8990.html       美国橡树岭国家实验室(ORNL)的研究者表示,当所开发的新型聚合物被用于碳纤维增强复合材料(CFRP)的表面防护层时,能够作为飞机防雷击的有效保护层。CFRP是理想的轻量化材料,常被用于航空飞行器的外饰件。尽管在轻量化方面CFRP优势明显,但它却有一个很大的缺点,即导电性和耐热性较差,这使该材料更易遭遇雷击。

       “我们采用3D打印技术,在CFRP表面涂覆一层易于应用的粘接材料,”ORNL的Vipin Kumar表示。“特殊的链段结构使得该材料导电性更强、热处理时的强度更高。”在该研究中,研究者对有、无聚合物保护的CFRP材料进行了模拟雷击的对照试验。“经目测,有聚合物保护的CFRP试样表现出了极小的损伤,且散热更加均匀,”Kumar介绍说。“实验结果表明,聚合物层为雷击电流的导出提供了有效且连续的路径。”


       CFRP因为较低的导电性和耐热性,容易受雷击损伤。因此,雷击对CFRP的破坏往往是灾难性的。常用的雷击防护(LSP)技术是在复合材料结构顶部覆盖金属箔或薄膜。该技术的突出缺点包括重量增加、电偶腐蚀和昂贵的集成/维修成本。在ORNL的研究中,研究者开发了一种易于应用的全聚合物雷击防护新材料。该材料是在热固性交联聚合物二乙烯基苯(DVB)中添加聚苯胺(PANI)等本征导电聚合物,制成的厚度为0.25-0.4 mm的粘接层。实验中,CFRP结构表面涂覆一层PANI基雷击防护层,当模拟雷击电流为100 kA时,样品实现了有效的电流耗散,而样品结构本身保持100%安全。PANI因为具有自组装性能,而拥有形成三维导电网络结构的能力,这使它与碳/金属纳米填料的雷击防护技术相比更具优势。同时,该研究还证明,含有PANI保护层的CFRP结构的剩余强度接近100%。

       相关研究内容发表在Composites Science and Technology, Volume 172, 1 March 2019: 49-57
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-288-8990.html

文章关键词: 美国橡树岭国家实验室开发CFRP防雷击新材料

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