缝合工艺在碳/碳复合材料的应用

李小虎，王芳芳

（南京玻璃纤维研究设计院有限公司，南京 210012）

0 前言

复合材料由于比模量高、比强度高、材料性能可设计、制造工艺简单，并具有良好的热稳定性、抗疲劳、抗腐蚀等性能，已经广泛应用于航空航天技术、空间技术、汽车工业、化工、医学、能源工程、武器装备技术、海洋工程、信息技术、民用建筑等领域［1，2］。碳/碳复合材料是以沥青碳、树脂碳或热解碳等作为基体，以碳纤维及其制品作为增强体的复合材料，不仅具有密度低、比强度、比模量高等优点，且高温性能十分优异。

复合材料缝合技术是指采用缝合线使多层织物缝合成准三维立体织物或使分离的数片织物连接成整体结构的一种复合材料预制体制备技术［3，4］。缝合复合材料具有抗分层能力强，抗疲劳性能优异、构件的整体性能好等特性，缝合作为一项提高复合材料层间强度的技术越来越受到世界各国的普遍重视。美国NASA从1985年开始实施ACT（Advanced Composite Technology）计划，它以发展21世纪高速运输机身和机翼为牵引，研究了缝合、编织等不同的纺织结构形式对复合材料性能的影响，实现了缝合技术从基础研究到技术应用。到20世纪90年代末，波音公司的第三代编织机已经研制成功，其中大量采用缝合技术，意味着可以通过缝合实现几何尺寸更大、形状更复杂的结构，如半翼展机翼盒段、机身曲面板、蒙皮和压力挡板等［5］。

缝合工艺由于其综合成本较低、可仿形性优异及综合性能优异等特点可广泛应用于航空航天用碳/碳复合材料领域［6］。……