碳纤维复合材料在导弹天线罩连接环上的应用

  随着碳纤维成本的降低以及复合材料制造技术的发展,碳纤维复合材料的应用领域越来越广泛。由于发达国家对我国实行技术封锁,查不到碳纤维复合材料在国外导弹天线罩连接环中应用的相关资料,国内导弹天线罩连接环采用碳纤维复合材料尚属首例,博实也是借鉴了很多资料来给大家做个分析。

  鉴于低膨胀合金钢4J36、4J32等在实际应用中的不足,研究并研制出碳纤维复合材料连接环,已成功应用于导弹天线罩上,和原来的低膨胀合金钢连接环比较,具有以下优点:

  a)它可以减轻消极重量,与同尺寸采用低膨胀合金钢4J36的连接环相比,重量下降50%以上;

  b)增强隔热、防热效果,外部防热层热性能(Tg)优于低膨胀合金钢4J36;

  c)改善胶接性能,按照胶接强度试验要求进行了胶接强度试验,并与低膨胀合金钢4J36进行对比,具体数据如表中所示。

  从表中的数据可以看出,碳纤维复合材料的胶接强度稍大于低膨胀合金钢4J36的胶接强度;

  d)可调节膨胀系数,天线罩材料一般选用石英陶瓷,碳纤维复合材料的膨胀系数可以调节到和石英陶瓷材料相匹配;

  e)缩短加工周期,降低加工费用,提高整体制造能力。对某天线罩连接环,采用低膨胀合金钢4J36的价格在15万元以上,从制造周期上讲,低膨胀合金钢连接环从锻打备料后,还需经过十几道工序,最终加工成品重量不到10kg,材料利用率不到20%,且制造周期长,过程难以控制;而采用碳纤维连接环后,价格能降低近2/3,重量减少50%以上。碳纤维复合材料由于一次成型,大大降低了生产周期,为天线罩生产提供了有力的保证。

  该碳纤维复合材料连接环采用树脂传递模塑(RTM)成型工艺。RTM工艺是在一定的温度、压力下,将低粘度的液体树脂注入铺有增强体的模腔中,浸渍,固化成型,可分为增强材料预成型坯料加工和树脂注射固化两个步骤。这两个步骤可分开进行,具有高度灵活性和组合性。RTM工艺一般采用低压注射技术(注射压力不大于0.8MPa),有利于制备大尺寸复杂外形、两面光洁的整体结构。