CN102855965A - 导电结构 - Google Patents

导电结构 Download PDF

Info

Publication number
CN102855965A
CN102855965A CN2012102253710A CN201210225371A CN102855965A CN 102855965 A CN102855965 A CN 102855965A CN 2012102253710 A CN2012102253710 A CN 2012102253710A CN 201210225371 A CN201210225371 A CN 201210225371A CN 102855965 A CN102855965 A CN 102855965A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductive
carbon fibre
conductive filament
fibre tow
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012102253710A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102855965B (zh
Inventor
K·M·雷斯
A·K·普里查德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of CN102855965A publication Critical patent/CN102855965A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102855965B publication Critical patent/CN102855965B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/024—Woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/202—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B64D45/02—Lightning protectors; Static dischargers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D1/00—Woven fabrics designed to make specified articles
    • D03D1/0088—Fabrics having an electronic function
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D13/00—Woven fabrics characterised by the special disposition of the warp or weft threads, e.g. with curved weft threads, with discontinuous warp threads, with diagonal warp or weft
    • D03D13/004—Woven fabrics characterised by the special disposition of the warp or weft threads, e.g. with curved weft threads, with discontinuous warp threads, with diagonal warp or weft with weave pattern being non-standard or providing special effects
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/20—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
    • D03D15/242—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads inorganic, e.g. basalt
    • D03D15/25—Metal
    • D03D15/258—Noble metal
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
    • H10K85/221—Carbon nanotubes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3065—Including strand which is of specific structural definition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3179—Woven fabric is characterized by a particular or differential weave other than fabric in which the strand denier or warp/weft pick count is specified
    • Y10T442/3195—Three-dimensional weave [e.g., x-y-z planes, multi-planar warps and/or wefts, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

本发明的名称是导电结构。导电结构包括多个碳纤维层和至少一根在碳纤维层中三维编织的导电丝。多个碳纤维层和至少一根导电丝是可操作的以传导电流遍及该结构。

Description

导电结构
技术领域
一般而言，本公开涉及消散电流的结构。更具体地，本公开涉及导电复合材料结构，在整个导电复合材料结构中，电消散材料被三维编织，以便沿该结构的X、Y和Z轴消散电流。
背景技术
在多种应用中，设计复合材料结构，以经受雷击的电流和电压。可通过在导电涂层上喷射或施加金属网或筛(screen)至复合材料结构的外表面实现该能力。尽管这些方法和技术可适于沿复合材料结构的X和Y轴(沿表面)消散电流，但它们可能在结构的Z方向(通过厚度)上消散电流无效。因此，来自雷击或短路的电流可通过复合材料结构流动，并且如果使其在特定区域内变得局部化，则电流可引起对将复合材料结构的碳纤维固定在一起的树脂粘合剂或碳纤维本身的破坏。因此，通过沿X、Y和Z轴提供遍及复合材料结构的电流路径，电流在结构中不变得局部化。
纳米技术已经尝试开发提供通过复合材料的Z方向导电性的有效方法。然而，纳米技术是昂贵和不稳定的。另外，纳米技术目前不提供针对复合材料或结构的三维闪电保护方法。如果金属线被编织通过该材料或结构，则因为该线的热膨胀系数大于剩余复合材料表现的热膨胀系数，延展线在材料中引起应力并导致微破裂。此外，如果该线面至面遍及纤维形式持续被编织，则树脂囊可在材料内形成，因为在制造过程或编织过程期间该线可锁定剩余的纤维，因此不允许纤维在树脂固定中固有的热处理期间膨胀或适应环境(conform)。
因此，需要导电结构，在整个导电结构中，电消散材料被三维编织，以便沿结构的X、Y和Z轴消散电流。
发明内容
本公开一般地涉及具有改进的导电性和电磁消散的导电结构。导电结构的说明性实施方式包括多个碳纤维层和至少一根在碳纤维层中三维编织的导电丝。多个碳纤维层和至少一根导电丝是可操作的以传导电流遍及结构。
在一些实施方式中，具有改进的导电性和电磁消散的导电结构可包括至少第一碳纤维层，其具有多个沿X轴定向的碳纤维丝束，和第二碳纤维层，其具有第二多个邻近第一碳纤维层并沿Y轴定向的碳纤维丝束；和沿Z轴在碳纤维层中编织的多根导电丝。碳纤维丝束和导电丝是可操作的以传导电流遍及结构。
本公开进一步一般地涉及在复合材料结构中消散电流的方法。该方法的说明性实施方式包括沿X和Y轴提供碳纤维丝束层；在碳纤维丝束层中编织至少一根导电丝并沿X轴延伸；用树脂预浸渍、浸渍或注入碳纤维丝束层；通过固化树脂完成复合材料结构；和沿碳纤维丝束层和至少一根导电丝消散电流遍及复合材料结构。
附图说明
图1为导电结构的说明性实施方式的透视图，其中重碳纤维丝束沿X和Y轴交替，并且导电线沿X轴延伸。
图1A为用树脂预浸渍的导电结构的说明性实施方式的横截面。
图2为导电结构的可选说明性实施方式的透视图，其中重碳纤维丝束沿X和Y轴交替，轻碳纤维丝束和导电线沿Z轴以两下两上(two-under and two-over)编织构造延伸。
图3为导电结构的另一个可选说明性实施方式的横截面视图，其中导电线与沿X和Y轴的重碳纤维丝束和沿Z轴的轻碳纤维丝束混合。
图4为导电结构的又一个可选说明性实施方式的透视图，其中重碳纤维丝束沿X、Y和Z轴延伸，并且两种类型的导电线在Z轴内两个不同的方向上延伸。
图5为通过编织将电消散材料整合入复合材料结构的方法的说明性实施方式的流程图。
图6为航空器生产和服务方法的流程图。
图7为航空器的方块图。
发明详述
以下详细描述本质上仅是示例性的，并不意欲限制所描述的实施方式或所描述实施方式的应用和用途。如在此所用的，词“示例性的”或“说明性的”表示“用作例子、实例或例证”。任何在此描述为“示例性的”或“说明性的”的实施不必被解释为优于其他实施的优选的或有利的。所有以下所描述的实施是使本领域技术人员能够实践本公开所提供的示例性实施，其并不意欲限制权利要求的范围。此外，不意欲被在前面的技术领域、背景技术、发明内容或以下发明详述中存在的任何表达或暗示的理论所限制。
本公开一般地涉及导电结构和通过沿该结构的X、Y和Z轴编织导电丝在复合材料结构中消散电流的方法。该结构和方法可促进有效地消散来自雷击或其他放电的电流，遍及整个结构。沿结构的Z轴编织导电丝可额外地赋予导电结构正结构益处。
在一些实施方式中，导电丝可被编织遍及结构的基体，并且因此可沿结构的X、Y和Z轴连续地传导电流。因此，导电丝可从结构的边至边和面至面传导电流。在一些实施方式中，导电丝可不相互电接触地布置并可为不连续的。因此，电流可经电子隧道效应在相互极为接近的导电丝之间传递，这是涉及海森堡原理(Heisenberg’s principles)的过程。电流也可经电容耦合在相互极为接近的导电丝之间传递。
在一些实施方式中，例如和非限制性地，导电丝可为金属的，并且每根都可为编织、编造或纺织的细金属线。在其他实施方式中，例如和非限制性地，导电丝可为非金属的，诸如碳纤维丝束、干导电石墨纤维或纺线或纳米丝。沿复合材料结构的Z轴添加导电丝可允许所有各种X和Y轴碳纤维分担通过复合材料结构的整个深度或厚度的电荷或电流，这有效地根据Z或Y层数增加结构的载流量。通过加上或减去导电丝的导电能力，可改变结构中的任何面板(panel)或面板部分的固有的载流能力，根据需要有效地引导这种电流朝向或远离结构。通过仅编织导电丝部分地通过结构——一次两层或三层，问题诸如微破裂和树脂会聚(resin pooling)可被避免，同时实现遍及结构的导电性。在一些实施方式中，导电丝可以被编织，其中在一个方向比在另一个方向延伸更大百分比的丝，以赋予导电结构方向上变化的导电性。
导电结构可为用树脂预浸渍的片堆，该树脂固化以制造复合材料面板。例如和非限制性地，复合材料面板可被并入高度有序的结构，诸如航空器上的机翼蒙皮。在一些实施方式中，导电结构可形成片，在与其他片组一起放置后，所述片被注入树脂。因此，由导电结构形成的全厚度复合材料面板可连续地从面板的边至边(沿X和Y轴)以及面至面(沿Z轴)导电，但由于交错的导电Z编织，复合材料面板将不具有通过固化部分的连续的液漏路径。
在一些实施方式中，每根导电丝都可被编织通过结构材料的大约2~4层(非限制性的)，并且导电丝可被混合遍及材料。可交替其中编织导电丝的层，因此确保元件共享结构内材料的单个层。单根导电丝可不被编织超过大约2~4层(非限制性的)，因此不限制由于热约束条件引起的结构的自然膨胀和收缩。
首先参考图1，导电结构的说明性实施方式通常由参考数字100表示。导电结构100可包括碳纤维丝束101、102的交替层或片。在一些实施方式中，碳纤维丝束101可为重碳纤维丝束，并且碳纤维丝束102可为轻碳纤维丝束。碳纤维丝束101可以以彼此大体平行、间隔开的关系定向。碳纤维丝束102可类似地以彼此大体平行、间隔开的关系并且以与碳纤维丝束101大体垂直的关系定向。碳纤维丝束101可沿X轴定向。碳纤维丝束102可沿Y轴定向。
第一组Z方向线110可编织通过多层碳纤维丝束101、102。第一组Z方向线110可以以彼此大体平行、间隔开的关系定向。第二组Z方向线112可编织通过多层碳纤维丝束101、102，并且可以以彼此大体平行、间隔开的关系定向。在一些实施方式中，第一组Z方向线110和第二组Z方向线112可编织通过2~4层的碳纤维丝束101、102。第一组Z方向线110和第二组Z方向线112可编织通过不同层的碳纤维丝束101、102。在一些实施方式中，第一组Z方向线110编织通过的碳纤维丝束101、102的层可与第二组Z方向线112编织通过的碳纤维丝束101、102的层重叠。第一组Z方向线110和第二组Z方向线112可以“两上，两下”的构造编织通过碳纤维丝束101、102。
至少一个X方向线114可沿X轴延伸通过导电结构100。每个X方向线114可在碳纤维丝束101、102的邻近层之间延伸。X轴方向线114可在碳纤维丝束101、102的一层中增加导电结构100的导电性。
接下来参考图1A，在示例性的应用中，导电结构100可以用树脂140预浸渍，固化并用于制造全厚度的复合材料面板(未示出)。例如和非限制性地，复合材料面板可被并入高度有序的结构，诸如航空器上的机翼或机体蒙皮(未示出)。如果对航空器的闪电或其他放电发生，可包括碳纤维丝束101、102、Z方向线110、112和X方向线114的导电丝吸收电流。碳纤维丝束101沿Y轴从结构100的边至边分配电流。碳纤维丝束102和X方向线114沿Y轴从结构100的边至边分配电流。Z方向线110、112沿Z轴从结构100的一面至相对面分配电流。因此，导电丝防止电流集中，否则其可以引起对结构100的电流集中的区域或多个区域的局部化损害。
接下来参考图2，导电结构的可选说明性实施方式通常以参考数字200表示。导电结构200可包括碳纤维丝束201、202的交替层。在一些实施方式中，碳纤维丝束201可为重碳纤维丝束，并且碳纤维丝束202可为轻碳纤维丝束。碳纤维丝束201可以以彼此大体平行、间隔开的关系定向。碳纤维丝束202可类似地以彼此大体平行、间隔开的关系并且以与碳纤维丝束201大体垂直的关系定向。碳纤维丝束201可沿X轴定向。碳纤维丝束202可沿Y轴定向。
一组Z方向丝束118可编织通过多层碳纤维丝束201、202。该组Z方向丝束118可以以相对于彼此和相对于碳纤维丝束201大体平行、间隔开的关系定向。一组Z方向线122可编织通过多层碳纤维丝束201、202，并且可以以相对于彼此和碳纤维丝束202大体平行、间隔开的关系定向。在一些实施方式中，该组Z方向丝束118和该组Z方向线122可编织通过2~4层的碳纤维丝束201、202，或任何其他合适层数的碳纤维丝束201、202。该组Z方向丝束118可在两个碳纤维丝束202上和两个碳纤维丝束202下编织。该组Z方向线122可在两个碳纤维丝束201上和两个碳纤维丝束201下编织(“两上，两下”构造)。
接下来参考附图的图3，导电结构的另一个可选说明性实施方式通常以参考数字300表示。导电结构300可包括碳纤维丝束304、305的交替层。在一些实施方式中，碳纤维丝束304可为轻碳纤维丝束，并且碳纤维丝束305可为重碳纤维丝束。碳纤维丝束304可以以彼此大体平行、间隔开的关系定向。碳纤维丝束305可类似地以彼此大体平行、间隔开的关系并且以与碳纤维丝束304大体垂直的关系定向。碳纤维丝束304可沿X轴定向。碳纤维丝束305可沿Y轴定向。
至少一组Z方向丝束330、332可编织通过多层碳纤维丝束304、305。该组Z方向丝束330、332可以以相对于彼此和相对于碳纤维丝束305大体平行、间隔开的关系定向。在一些实施方式中，Z方向丝束330、332可为轻丝束材料。在其他实施方式中，Z方向丝束330、332可为重丝束材料。至少一组Z方向线326、328可编织通过多层碳纤维丝束304、305，并且可以以相对于彼此和碳纤维丝束305大体平行、间隔开的关系定向。在一些实施方式中，该组Z方向丝束330、332和该组Z方向线326、328可编织通过2~4层的碳纤维丝束304、305。该组Z方向丝束330、332和该组Z方向线326、328可在两个碳纤维丝束304上和两个碳纤维丝束304下编织。该组Z方向丝束330、332可以以对该组Z方向线326、328偏移的关系布置。
接下来参考图4，导电结构的另一个可选说明性实施方式通常以参考数字400表示。导电结构400可包括碳纤维丝束404、405、406、407的交替层。在一些实施方式中，碳纤维丝束404、405、406和407可为重碳纤维丝束。碳纤维丝束404可以以彼此大体平行、间隔开的关系定向。碳纤维丝束405、406和407可类似地以彼此大体平行、间隔开的关系定向。碳纤维丝束405可以相对于碳纤维丝束404一定角度(例如和非限制性地，诸如通常45度角)定向。碳纤维丝束406可以以相对于碳纤维丝束405大体垂直的关系定向。碳纤维丝束407可以相对于碳纤维丝束406一定角度(例如和不受限制地，诸如通常45度角)并且以相对于碳纤维丝束404大体垂直的关系定向。
一组Z方向线436可编织通过多层碳纤维丝束404、405、406和407。该组Z方向线436可以以相对于彼此和相对于碳纤维丝束407大体平行、间隔开的关系定向。一组Z方向线438可编织通过多层碳纤维丝束404、405、406和407，并且可以以相对于彼此和碳纤维丝束404大体平行、间隔开的关系定向。在一些实施方式中，该组Z方向线436和该组Z方向线438可编织通过2~4层的碳纤维丝束404、405、406和407，或任何其他合适层数的碳纤维丝束404、405、406和407。该组Z方向线436可以以相对于Z方向线438大体垂直的关系放置。
本领域技术人员将理解到根据本公开的多种结构实施方式中的导电丝可在施加雷击或其他电流后平均地传导电流。该能力可最小化边缘“发光(glow)”，因为所有的X和Y导电丝可具有相同的电势。此外，本公开的原理可作为导电丝的简单编织(图1和2)或更复杂的编织(图3和4)应用。本公开适于多编织过程，并且取决于结构的具体应用，可被调整以适应结构的导电要求。
接下来参考图5，在复合材料结构中消散电流的方法的说明性实施方式的流程图通常以参考数字500表示。在方块502中，可沿X和Y轴提供碳纤维丝束层。在方块504中，至少一根和通常多根导电丝可在碳纤维丝束层中被编织并沿Z轴延伸。在方块506中，碳纤维丝束层可用树脂预浸渍。在方块508中，树脂可被固化。在方块510中，可以由导电复合材料结构制造复合材料面板。在方块512中，例如和非限制性地，复合材料面板可被并入高度有序的结构，诸如航空器上的机翼蒙皮。在方块514中，如果雷击或其他放电发生，碳纤维丝束和导电丝分配电流遍及结构。
接下来参考图6和7，本公开的实施方式可如图6所示在航空器制造和服务方法78和如图7所示在航空器94的背景中使用。在生产前期间，示例性的方法78可包括航空器94的规格和设计80和材料获得82。在生产期间，进行航空器94的部件和子组件制造84和***整合86。此后，航空器94可以经历发照和交货88以进行使用90。在客户使用的同时，航空器94可以被安排进行日常维护和保养92(其也可以包括改进、重新配置、整修等)。
可以由***整合者、第三方和/或操作者(例如用户)进行或执行方法78的每个过程。为本说明书的目的，***整合者可以非限制性地包括诸多航空器制造商和主要***转包商；第三方可以非限制性地包括诸多销售商、转包商和供应商；以及操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
如图7所示，通过示例性方法78生产的航空器94可以包括具有多个***96的机体98和内部100。高水平的***96的例子包括一个或多个推进***102、电力***104、水压***106和环境***108。可以包括许多其它***。尽管显示了航空实例，但是本发明的原理可以应用于其它工业，如汽车和海运工业。该类型编织技术的使用也将允许复合材料结构用作RF(雷达、无线电)反射器或吸收表面，其可在通话时间(aritime)、航空航天或军事交通工具中得以应用。
本文实施的设备可以在生产和服务方法78的任意一个或多个阶段期间使用。例如，相应于生产过程84的部件或子组件可以被以类似于使用航空器94时生产的部件或子组件的方式进行构造或制造。同样，例如，通过显著加速航空器94的组装或减少航空器94的成本，在生产阶段84和86可以使用一种或多种设备实施方式。类似地，在使用航空器94时，一种或多种设备实施方式可以例如但不限于用于维护和保养92。
尽管本公开的实施方式已就某些示例性实施方式进行了描述，但是应当理解，具体实施方式是用于阐述目的并且是非限制性的，本领域技术人员可以想到其它变化。

Claims (21)

1.具有改进的导电性和电磁消散的导电结构，其包括：
多个碳纤维层；和
在所述碳纤维层中三维编织的导电丝；
其中所述多个碳纤维层和所述导电丝是可操作的以传导电流遍及所述结构。
2.根据权利要求1所述的导电结构，进一步包括多根所述导电丝。
3.根据权利要求2所述的导电结构，其中所述导电丝是不连续的，并且电流经电子隧道效应在所述导电丝之间传递。
4.根据权利要求2所述的导电结构，其中所述导电丝是不连续的，并且电流经电容耦合在所述导电丝之间传递。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的导电结构，其中所述导电丝包括编织、编造或纺织的细金属线。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的导电结构，其中所述导电丝包括干导电石墨纤维。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的导电结构，其中所述导电丝包括碳纳米丝。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的导电结构，其中所述碳纤维层用树脂预浸渍。
9.具有改进的导电性和电磁消散的导电结构，其包括：
至少第一碳纤维层，所述第一碳纤维层具有多个沿X轴定向的碳纤维丝束，和第二碳纤维层，所述第二碳纤维层具有第二多个邻近所述第一碳纤维层并沿Y轴定向的碳纤维丝束；和
沿Z轴在所述碳纤维层中编织的多根导电丝；
所述碳纤维丝束和所述导电丝是可操作的以传导电流遍及所述结构。
10.根据权利要求9所述的导电结构，其中所述至少一根导电丝包括多根导电丝。
11.根据权利要求10所述的导电结构，其中所述导电丝是不连续的，并且电流经电子隧道效应在所述导电丝之间传递。
12.根据权利要求10所述的导电结构，其中所述导电丝是不连续的，并且电流经电容耦合和HF电感耦合在所述导电丝之间传递。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的导电结构，其中所述至少一根导电丝包括编织的细金属线。
14.根据权利要求9-12中任一项所述的导电结构，其中所述至少一根导电丝包括干导电石墨纤维。
15.根据权利要求9-12中任一项所述的导电结构，其中所述至少一根导电丝包括碳纳米丝。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的导电结构，其中所述多个碳纤维层用树脂预浸渍。
17.在复合材料结构中消散电流的方法，其包括：
沿X和Y轴提供碳纤维丝束层；
在所述碳纤维丝束层中编织至少一根导电丝并沿X轴延伸；
用树脂预浸渍所述碳纤维丝束层；
通过固化所述树脂完成所述复合材料结构；和
沿所述碳纤维丝束层和所述至少一根导电丝消散电流遍及所述复合材料结构。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述在所述碳纤维丝束层中编织至少一根导电丝并沿X轴延伸包括在所述碳纤维丝束层中编织多根导电丝并沿X轴延伸。
19.根据权利要求17或18所述的方法，进一步包括将所述复合材料结构并入高度有序的结构。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述将所述复合材料结构并入高度有序的结构包括将所述复合材料结构并入航空器。
21.制造能够消散电流的复合材料结构的方法，其包括在沿X和Y轴放置的碳纤维丝束层中编织至少一根导电丝，以便：
所述至少一根导电丝沿X轴延伸；和
电流沿所述碳纤维丝束层和所述至少一根导电丝能够被消散遍及所述复合材料结构。
CN201210225371.0A 2011-06-30 2012-06-29 导电结构 Active CN102855965B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/174,337 US9108387B2 (en) 2011-06-30 2011-06-30 Electrically conductive structure
US13/174,337 2011-06-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102855965A true CN102855965A (zh) 2013-01-02
CN102855965B CN102855965B (zh) 2017-03-01

Family

ID=46982341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210225371.0A Active CN102855965B (zh) 2011-06-30 2012-06-29 导电结构

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9108387B2 (zh)
EP (1) EP2540625B1 (zh)
CN (1) CN102855965B (zh)
CA (1) CA2775860C (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106795656A (zh) * 2014-09-02 2017-05-31 南阿拉巴马大学 多孔纳米复合材料及相关方法
CN107858131A (zh) * 2017-10-18 2018-03-30 山东大学 一种导热碳纤维修补带及其方法
CN108291334A (zh) * 2015-11-09 2018-07-17 尚科纺织企业工业及贸易公司 实现电容性网格的纺织织物
CN108691058A (zh) * 2017-03-31 2018-10-23 波音公司 用于形成灰尘减轻织物的***和方法
CN114517349A (zh) * 2022-02-21 2022-05-20 江南大学 一种具有压容传感功能的凸条组织织物及其制备方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006053985A1 (de) * 2006-11-10 2008-05-15 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils und danach hergestelltes Faserverbundbauteil
US10112257B1 (en) * 2010-07-09 2018-10-30 General Lasertronics Corporation Coating ablating apparatus with coating removal detection
US9895771B2 (en) 2012-02-28 2018-02-20 General Lasertronics Corporation Laser ablation for the environmentally beneficial removal of surface coatings
CN104269207B (zh) * 2014-09-30 2017-01-11 浙江金汇科技股份有限公司 可任意裁切分割和扭曲的面导电结构
US20180051142A1 (en) * 2016-11-04 2018-02-22 Mahdi Soltanpour Method and system of producing fiber reinforced plastic

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4725485A (en) * 1984-03-13 1988-02-16 Shikishima Canvas Kabushiki Kaisha Textile structure for reinforced composite material
US6447886B1 (en) * 2000-03-20 2002-09-10 3Tex, Inc. Base material for a printed circuit board formed from a three-dimensional woven fiber structure
US6500515B1 (en) * 1994-04-18 2002-12-31 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Connecting rod made of composite material
WO2003049928A1 (en) * 2001-12-11 2003-06-19 Pella Corporation Reinforcing mat for a pultruded part
US20100021682A1 (en) * 2008-07-25 2010-01-28 Florida State University Research Foundation Composite material and method for increasing z-axis thermal conductivity of composite sheet material

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3596657A (en) * 1969-02-14 1971-08-03 William Eidus Thermally conductive surgical dressing
US3909508A (en) * 1970-05-18 1975-09-30 Southern Weaving Co Woven electrically conductive cable and method
US3893639A (en) * 1973-08-22 1975-07-08 Jr Thomas L Croswell Airplane wing camber control
US5141182A (en) * 1990-06-01 1992-08-25 General Electric Company Gas turbine engine fan duct base pressure drag reduction
GB9212697D0 (en) 1992-06-15 1992-07-29 Short Brothers Plc Composite structure manufacture
US5279892A (en) * 1992-06-26 1994-01-18 General Electric Company Composite airfoil with woven insert
US5780157A (en) * 1994-06-06 1998-07-14 Ultramet Composite structure
US6369804B1 (en) * 1998-09-26 2002-04-09 Eleksen Limited Detector constructed from fabric having non-uniform conductivity
GB0003029D0 (en) * 2000-02-11 2000-03-29 British Aerospace A method of reinforcing a laminated member such as a skin for an aircraft
US6418974B1 (en) * 2001-01-12 2002-07-16 Si Corporation Woven fabric using three dimensional and flat weave in combination, related methods and filter element
US20040211942A1 (en) * 2003-04-28 2004-10-28 Clark Darren Cameron Electrically conductive compositions and method of manufacture thereof
ITTO20040208A1 (it) * 2004-03-29 2004-06-29 Alenia Aeronautica Spa Tessuti nastri di filamenti continui e trespoli per formare gli strati di rinforzo per un elemento composito con una matrice resinosa.
US7337810B2 (en) 2005-04-07 2008-03-04 Woven Electronics Corporation Elastic fabric with sinusoidally disposed wires

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4725485A (en) * 1984-03-13 1988-02-16 Shikishima Canvas Kabushiki Kaisha Textile structure for reinforced composite material
US6500515B1 (en) * 1994-04-18 2002-12-31 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Connecting rod made of composite material
US6447886B1 (en) * 2000-03-20 2002-09-10 3Tex, Inc. Base material for a printed circuit board formed from a three-dimensional woven fiber structure
WO2003049928A1 (en) * 2001-12-11 2003-06-19 Pella Corporation Reinforcing mat for a pultruded part
US20100021682A1 (en) * 2008-07-25 2010-01-28 Florida State University Research Foundation Composite material and method for increasing z-axis thermal conductivity of composite sheet material

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106795656A (zh) * 2014-09-02 2017-05-31 南阿拉巴马大学 多孔纳米复合材料及相关方法
CN108291334A (zh) * 2015-11-09 2018-07-17 尚科纺织企业工业及贸易公司 实现电容性网格的纺织织物
CN108691058A (zh) * 2017-03-31 2018-10-23 波音公司 用于形成灰尘减轻织物的***和方法
CN108691058B (zh) * 2017-03-31 2021-12-31 波音公司 用于形成灰尘减轻织物的***和方法
CN107858131A (zh) * 2017-10-18 2018-03-30 山东大学 一种导热碳纤维修补带及其方法
CN114517349A (zh) * 2022-02-21 2022-05-20 江南大学 一种具有压容传感功能的凸条组织织物及其制备方法
CN114517349B (zh) * 2022-02-21 2022-11-04 江南大学 一种具有压容传感功能的凸条组织织物及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2540625A2 (en) 2013-01-02
EP2540625B1 (en) 2017-08-09
CA2775860A1 (en) 2012-12-30
CA2775860C (en) 2019-10-15
AU2012202685A8 (en) 2016-06-16
AU2012202685A1 (en) 2013-01-17
US20130005208A1 (en) 2013-01-03
CN102855965B (zh) 2017-03-01
AU2012202685B2 (en) 2016-01-14
EP2540625A3 (en) 2014-12-03
US9108387B2 (en) 2015-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102855965A (zh) 导电结构
ES2439648T3 (es) Procedimiento para la formación de una estructura que tiene una protección contra rayos y estructura de protección contra rayos
US20140197273A1 (en) Method for Producing a Surface Structure with Lightning Protection, and Surface Structure Which Can be Produced in This Way
CN106560399A (zh) 用于从复合非金属结构中的蒙皮紧固件转移雷电电流的方法
EP3564184B1 (en) Structural fibre-reinforced component with lightning strike protection by using carbon nano tube mats and metallic layers
US9895833B2 (en) Method for producing an electrically and/or thermally conductive part from a composite material and resulting part
US9497858B2 (en) Composite component with electrical lines
EP3083231B1 (en) Composite structure
US9130363B2 (en) Lightning strike protection means and fiber composite component
US10472473B2 (en) Enhancing z-conductivity in carbon fiber reinforced plastic composite layups
US20110318981A1 (en) Composite material structure protected against the effects of lightning
CN110498048A (zh) 用于飞行器的结构部件
EP3577353B1 (en) Electrically-insulating washer and structural assembly for an aircraft with such a washer
US20220018328A1 (en) Rotor blade of a wind turbine, comprising an insulator layer and a protective layer
WO2020203971A1 (ja) 複合材料製パネル構造体およびその製造方法
EP2628589B1 (en) Composite layers with exposed reinforcement
CN106012181A (zh) 一种蜂窝状孔洞组合的立体织物及其编制方法
AU2012202685B8 (en) Electrically conductive structure
US10131112B2 (en) Carbon composite component
CN117615901A (zh) 用作抗雷电墙的针织三维导电垫
CN117601514A (zh) 一种导电、雷击防护、电磁屏蔽一体化复合材料及其制备方法
WO2017042572A1 (en) Composite structures

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant