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专利号: 2018102724716
申请人: 哈尔滨工业大学(威海)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 船舶或其他水上船只;与船有关的设备
更新日期:2023-11-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有压电阻尼的船舶用螺旋桨叶片的制备方法,其特征在于:制备方法所制备的螺旋桨叶片由80~120质量份的压电阻尼复合材料芯核及120~200质量份的纤维增强热塑性复合材料预浸料采用热模压工艺制成;所述压电阻尼复合材料芯核包覆于纤维增强热塑性复合材料预浸料的内部;

所述压电阻尼复合材料芯核由5~8质量份的压电陶瓷粉、0.05~0.09质量份的碳纳米管、100质量份的热塑性聚合物在加热混合后常温脱模制作而成;

具有压电阻尼的船舶用螺旋桨叶片的制备方法的具体步骤为:

一、依据螺旋桨的水动力性能要求,对压电阻尼复合材料芯核及纤维增强热塑性复合材料预浸料进行包覆结构设计;

二、根据包覆结构设计要求,确定压电阻尼复合材料芯核中压电陶瓷粉、碳纳米管、热塑性聚合物的比例,以及纤维增强热塑性复合材料的种类,并进行纤维增强热塑性复合材料预浸料制备;

三、将纤维增强热塑性复合材料预浸料进行尺寸裁剪,通过手工方法按照设计顺序及铺层角度层合叠加放入上、下模具中;

四、将碳纳米管完全放入浓硫酸与浓硝酸按体积分数为3:1的混酸溶液中进行酸化处理,超声3小时,然后4000r/min离心1小时;用去离子水洗涤数次,烘干;

五、在加热条件下,将压电陶瓷粉、热塑性聚合物及经酸化处理后的碳纳米管混合搅拌均匀;将混合料倒入芯核模具中冷却固化,常温脱模制成压电阻尼复合材料预制体;

六、将压电阻尼复合材料预制体按照步骤一中的设计方案放入铺设有纤维增强热塑性复合材料预浸料的下模具中,闭合上、下模具,加热加压共固化制得复合材料螺旋桨叶片。

2.根据权利要求1所述的具有压电阻尼的船舶用螺旋桨叶片的制备方法,其特征在于:所述压电陶瓷粉为粉末状经极化的二氧化铅或锆酸铅或钛酸铅或钛酸钡或镁铌酸铅或偏铌酸钾钠或钛酸铋钠。

3.根据权利要求1或2所述的具有压电阻尼的船舶用螺旋桨叶片的制备方法,其特征在于:所述碳纳米管为经浓硫酸与浓硝酸按体积分数为3:1的混酸溶液酸化处理后的单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。

4.根据权利要求1所述的具有压电阻尼的船舶用螺旋桨叶片的制备方法,其特征在于:所述热塑性聚合物为聚酰胺或聚醚酮或聚酰亚胺或聚醚酰亚胺或聚苯硫醚。

5.根据权利要求1所述的具有压电阻尼的船舶用螺旋桨叶片的制备方法,其特征在于:所述纤维增强热塑性复合材料预浸料是通过连续浸渍法将浸渍热塑性聚合物溶液的碳纤维烘干制成的;所述碳纤维为T300碳纤维或T700碳纤维或T800碳纤维。

6.根据权利要求1所述的具有压电阻尼的船舶用螺旋桨叶片的制备方法,其特征在于:所述步骤五中,混合料搅拌时间为30-60min,加热温度为210-260℃。

7.根据权利要求6所述的具有压电阻尼的船舶用螺旋桨叶片的制备方法,其特征在于:所述步骤六中,共固化过程的压制温度在150-195℃,加热时间为15-30分钟,加载压力为

20-40Mpa;然后室温下脱模。