石墨烯改进型复合材料具有更高抗雷击性能
发布时间：
2018-04-08
许多航空航天结构和部件中使用的碳纤维增强复合材料易受到雷击的伤害。然而，通过使用Haydale专利中的等离子体功能化方法（HDPlas™）将功能化纳米材料添加到环氧树脂中已被证明能显著改善环氧树脂的导电性，该材料可以通过层压体在整个结构中消散雷击的能量，从而减少了在雷击事件中造成损坏的局部加热。重要的是，HCS公司在无现有制造工艺的的情况下毫无任何主要问题地实现了这些改进。
HCS公司已经对改性材料的机械性能进行了评价，该结果证明，通过添加特定的纳米颗粒可以维持或改善性能。特别注意基质主导的性质，如面内和层间剪切。在测量的模量中已经记录了16％-20％的改进，同时保持了材料的强度。
在经受直接雷击事件后，HCS公司将修改的和未修改的面板之间进行了比较，结果证明，使用这些添加剂可以消除严重的背面损坏和穿透，如下图所示：
这项工作是作为NATEP支持的GraCELS项目的一部分进行的，涉及HaydaleComposite Solutions，Airbus UK，BAE系统，Cobham技术服务和SHD复合材料的合作研究项目。HDPlas™石墨烯改性材料已被用于制造由Airbus为Eco-Flyer飞机设计的副翼。副翼长度近4米，采用新颖的设计制造方法。
副翼及其尺寸由Airbus UK设计，由斯坦福大学复合材料设计团队优化。Steve Tsai 教授 和 Sung Kyu Ha （来自汉阳大学）根据最近出版的最新追溯标度理论，对原有的空中客车设计进行了优化，并取得了显著减重。此外，副翼制造中使用的CFRP是由Chomarat提供的浅层，薄层建筑，称为C-PLY™，由Steve Tsai 教授多年来所主张的另一种特定复合材料设计。除了GraCELS联盟成员外，没有斯坦福大学团队Chomarat和DIATEX（最重要的知识和材料来源）的杰出贡献，“示威者”副翼不可能成功。
HCS公司的总经理Gerry Boyce在评论发展方面表示：“在保持甚至提高机械性能的同时，显着提高雷击性能的复合材料的开发将使得飞机制造商能够生产比当前方法更轻和更便宜的脆弱部件，而不会影响飞行安全。Haydale已经通过仔细的材料选择，表面改性和混合表明该项目是可以实现的。项目合作伙伴期待着将这项技术推向前进，以实现比我们迄今取得的更好性能。”
HCS公司认为，在GraCELS项目中创建的导电碳纤维预浸料也将适用于目前纳入碳纤维应用的金属化涂层或网格，例如需要EMC或RF屏蔽的电子外壳; 可再生能源部门的桅杆和大型涡轮机叶片以及静电放电可能是材料选择关键因素的应用。
3月14日~16日在巴黎维勒班特展览中心举行的法国JEC World展会上，Halldale所在的M13展位号上展示了副翼。HCS公司的工作人员讨论了这项新技术，并解释如何应用于各种产品。
参考阅读
关于GraCELS项目
GraCELS是国家航空航天技术合作开发计划授权和管理的为期18个月研究项目。该项目涉及两个终端用户：空客英国公司和BAE系统公司。其他参与项目合作的还有Cobham公司（雷击咨询和测试），SHD复合材料有限公司（碳纤维增强环氧树脂预浸布供应商）和HCS（功能化石墨烯增强环氧树脂的供应商）。 NATEP提供的资金高达15万英镑到30万英镑用于研究项目，其中HCS将获得高达10万英镑。
关于Haydale Composite Solutions
Haydale Composite Solutions（HCS）公司是石墨烯企业Haydale Graphene Industries（HGI）的子公司。HCS在制定先进的高分子复合材料，与来自全球公司有超过20年以上合作经验，并为商业应用提供创新解决方案方面，已经建立起了声誉。HCS还专注于一个广泛的市场领域，包括石油，天然气和水工业的管道内衬，基础设施，电力和能源部门以及海洋和交通运输市场。 HCS能力涵盖了从应用研究，产品设计，工艺开发，产品测试和认证的整个开发周期，到建立制造工厂。EPL还与OEMs和最终用户合作来开发并提供复合材料解决方案，在已经存在的传统材料，如钢材，铝材，木材或混凝土制造上，都具有明确的可论证的技术，经济和环境效益。
关于Haydale
Haydale，总部设在英国南威尔士，在一个设施专门建造用来加工和处理纳米材料的工厂，促进石墨烯在诸如航空航天，油墨，传感器，储能，光伏，复合材料，涂料领域的应用和其他纳米材料涂料。Haydale开发了一个正在申请专利的可量产的等离子体加工的官能化石墨烯和其它纳米材料。这使技术可以给Haydale提供快速，经济高效的方法，提供量身定制的解决方案，以增强双方的原料供应商和产品制造商的应用。
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