轻质耐高温蜂窝结构i

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1、耐高温轻质蜂窝结构制造技术小组成员：刘海建曾庆军杜鹏目录蜂窝板的研究背景及意义1蜂窝板的特点及用途2蜂窝板的制备方法3蜂窝板的应用前景与展望4CompanyLogo1、蜂窝结构的研究背景及意义蜂窝夹芯结构材料是应航空航天科技的特殊需要而发展起来的一种超轻型的复合材料。它起源于仿生学，受到自然界蜜蜂巢穴的结构启发，人类创造性地发明了蜂窝夹芯结构板材。蜂窝夹芯板是由两层薄而高强度的面板材料，中间夹一层厚而极轻的蜂窝芯组成，通过粘结剂或钎焊将上下面板与芯材连接而成的整体刚性结构，也可以直接注塑或模压获得夹芯结构。CompanyLogo这类材料的最大特点是质轻，比强度和比刚度高。由于蜂窝夹芯板具有优

2、良的电绝缘性和透电磁波性能，以及突出的隔音、隔热和防潮等特点，故除航空航天等领域之外，现已在微波通讯、造船工业和建筑工业得到推广应用。因此，随着自然资源的日趋紧张，超轻型的金属蜂窝夹芯结构必将成为理想的结构材料。CompanyLogo国内蜂窝板发展概况北京航空航天大学和航天材料及工艺研究所在蜂窝芯成型及铝、纸蜂窝板整板制造工艺方面有多项研究成果。大连理工大学迎春采用镁合金箔材，利用塑性精确成型法制备蜂窝芯，AZ31镁合金板材做面板，用胶结方法制备蜂窝板并对其力学性能进行了研究。方大集团在国际上首创复合热熔胶膜粘接技术，利用平面连续热复合工艺研制成功高性能热塑性胶粘剂连续复合的铝蜂窝板。Com

3、panyLogo国外蜂窝板发展概况1972年美国杜邦公司研究开发了芳纶纸蜂窝，即Nomcx蜂窝，并大量投入运用，20年后杜邦公司通过改变芳纶分子结构和改善浸胶方法，又开发了Korex蜂窝。近年来，俄罗斯研制了热膨胀系数近于零的蜂窝和1200-1500℃仍不燃烧的蜂窝。日本的山口进吾等在1990年代初研制了钎焊铝蜂窝板。CompanyLogo2、蜂窝板的结构特点蜂窝夹芯板典型结构如下图所示。夹芯板结构有树脂基夹芯结构(占大部分)和金属夹芯结构(如铝蒙皮／铝芯板等)。面板通常采用复合材料层压板、胶合板、硬塑料板和金属板等。面板要求薄而强，它是夹层结构的主要受力部分。芯材主要有塑料泡沫、塑料蜂窝、

4、金属蜂窝、金属泡沫芯板等。它在夹层结构中起连接和支撑面板的作用。蜂窝夹芯板典型结构CompanyLogo蜂窝夹芯的网格形式有六边形、正方形、菱形等，其中六边形最为常见。在这些蜂窝形式中，以有加强带六角形蜂窝的强度最高，其次是正六角形蜂窝。但正六角形蜂窝用料省、制造简单、结构效率最高，所以应用最广。（a）正六角形（b）菱形（c）矩形（d）正弦曲线形（e）有加强带的六角形CompanyLogo蜂窝板的性能特点(1)密度小：由于蜂窝是一种多孔的不连续材料，而且实体部分的截面积又很小，因此蜂窝的密度也很小，这样整体质量轻，满足航天设计中的轻质要求。(2)隔音、隔热性能好：在常用的峰窝夹层板的蜂窝芯中

5、，实体材料的体积仅1％～3％，其余空间内是密封状态的空气，由于空气的隔音、隔热性能优于任何固体材料，热量和声波的传播受到极大的限制，所以蜂窝夹层板具有良好的隔音、隔热性能。(3)较强的减震性能：由于蜂窝板有许多相互牵制的密集蜂窝，犹如许多小工字梁，可分散承担来自各方面的压力，从而起到减震作用。(4)优越的平整度和刚性：由于蜂窝芯处于竖向的受力状态，而每件蜂窝板有无数个固定的蜂窝，不会产生移动。蜂窝板内相互牵制的密集蜂窝可分散承受来自面板方向的压力，使板受力均匀，保证了其承受压力的强度和面板在较大面积时保持很高的平整度。CompanyLogo(5)质轻、节材：具有相同刚度的金属蜂窝夹芯重量仅为

6、金属板的几分之一，甚至十几分之一。(6)防潮：该材料不吸水，表面采用覆膜工艺，长久不变色，在潮湿环境中无霉变变形等状况，适合雨雪天气应用。CompanyLogo蜂窝夹芯板的一些具体应用德国ACSchnitzer宣布使用PP(聚丙烯)芯和Twintex面板的夹芯板几乎可以使以前由GM生产的Audi车质量减轻一半。美国GM公司钢质蜂窝夹芯板制作的汽车发动机油盘，可以大幅度的降低汽车噪音。而现在正在研究的用蜂窝夹芯板做汽车车身，除了减重、隔音外，有效提高了车内舒适度，车辆安全性提高，使用寿命也大大延长。在1974年，美国波音公司的Boeing747飞机率先使用非金属的蜂窝复合板作为飞机的地板等，开

7、创了蜂窝复合材料应用的另一领域。B-58高速轰炸机应用蜂窝夹芯材料的面积占整个飞机外形面积的85％以上。F-11l型战斗机采用蜂窝夹芯材料占整个外形面积的90％以上。在轮船制造业中，用蜂窝夹芯结构制造的船壳，其快速驳轮的航速达50节，操作更灵活、阻燃性好、经济效益好。CompanyLogo3、蜂窝板的制备方法成型法成型法是先将材料辊轧或冲压成波纹状，然后将波纹状材料叠合胶结而成。特点：蜂窝芯尺寸精度高，强度高