RU2448832C2 - Способ изготовления композиционного материала - Google Patents
Способ изготовления композиционного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2448832C2 RU2448832C2 RU2009110970/05A RU2009110970A RU2448832C2 RU 2448832 C2 RU2448832 C2 RU 2448832C2 RU 2009110970/05 A RU2009110970/05 A RU 2009110970/05A RU 2009110970 A RU2009110970 A RU 2009110970A RU 2448832 C2 RU2448832 C2 RU 2448832C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- reinforcing
- matrix
- building
- catalyst particles
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 25
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 12
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010923 batch production Methods 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 140
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 25
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 7
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001241 arc-discharge method Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004850 liquid epoxy resins (LERs) Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000011185 multilayer composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011364 vaporized material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/12—Chemical modification
- C08J7/123—Treatment by wave energy or particle radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
- C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/58—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising fillers only, e.g. particles, powder, beads, flakes, spheres
- B29C70/62—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising fillers only, e.g. particles, powder, beads, flakes, spheres the filler being oriented during moulding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к вариантам способа изготовления композиционного материала и устройства для его осуществления. Способ включает наращивание слоя армирующего материала, пропитку слоя матрицей и ориентирование армирующего слоя путем приложения электромагнитного поля в процессе наращивания армирующего слоя под острым углом к армирующему слою. При этом формирование слоя частиц катализатора для катализа наращивания армирующих слоев может осуществляться путем распыления капель жидкости на поверхность. Причем жидкость содержит частицы катализатора в суспензии или в растворе. Способ также может включать изготовление двух или более листов композиционного материала, причем каждый лист изготавливают путем наращивания слоя армирующего материала, и пропитку слоя матрицей. Затем осуществляют складывание листов вместе для формирования слоистой структуры и формируют слоистую структуру. Устройство содержит систему для наращивания слоя армирующего материала, электрод для приложения электромагнитного поля под острым углом к слою и систему пропитки для нанесения матричного материала на слой таким образом, чтобы пропитать каждый из слоев матричным материалом. Также устройство может содержать печатающую головку для формирования слоя частиц катализатора для катализа наращивания армирующего слоя путем распыления капель жидкости на поверхность из печатающего отверстия. Достигаемый при этом технический результат заключается в возможности осуществления способа при более низких температурах, а также в возможности крупносерийного производства композитных материалов. 6 н. и 17 з.п. ф-лы, 20 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу изготовления композиционного материала.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Нанокомпозиционные материалы на основе углеродных нанотрубок описаны в работе Е.Т.Thostenson and T-W. Chou, «Aligned Multi-Walled Carbon Nanotube-Reinforced Composites: Processing and Mechanical Characterization», Journal of Physics D: Applied Physics, 35 (16) L77-L80 (2002). В соответствии с этой статьей, одной из самых важных задач, направленных на улучшение свойств нанокомпозиционного материала, является получение однородной дисперсии нанотрубок в полимерной матрице. Для решения этой задачи в этой статье предлагается микромасштабный двушнековый экструдер.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается способ изготовления композиционного материала, включающий в себя следующие этапы:
- наращивание слоя армирующего материала;
- пропитка слоя матрицей и
- ориентирование армирующего слоя путем приложения электромагнитного поля в процессе наращивания армирующего слоя.
В характерном случае поле прикладывается под углом к армирующему слою или перпендикулярно, или под острым углом.
Наращивание армирующих слоев может быть улучшено путем формирования плазмы в процессе наращивания слоя. Это позволяет осуществить наращивание при более низких температурах, в характерном случае в диапазоне от 25 до 500°C.
В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения предлагается способ изготовления композиционного материала, включающий в себя следующие этапы:
- наращивание слоя армирующего материала;
- пропитка слоя матрицей и
- формирование слоя частиц катализатора для катализа наращивания армирующего слоя, причем слой частиц катализатора имеет плотность упаковки частиц катализатора, изменяющуюся в пределах слоя.
В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения предлагается способ изготовления композиционного материала, включающий в себя следующие этапы:
- наращивание слоя армирующего материала;
- пропитка слоя матрицей и
- формирование слоя частиц катализатора для катализа наращивания армирующих слоев путем распыления капель жидкости на поверхность, причем жидкость содержит частицы катализатора в суспензии или растворе.
В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения предлагается способ изготовления композиционного материала, включающий в себя следующие этапы:
- наращивание слоя армирующего материала с плотностью упаковки, изменяющейся в пределах слоя, и
- пропитка слоя матрицей.
В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения предлагается способ изготовления композиционного материала, включающий в себя следующие этапы:
- изготовление двух или более листов композиционного материала, причем каждый лист изготавливается путем наращивания слоя армирующего материала и пропитки слоя матрицей;
- складывание листов вместе для формирования слоистой структуры и
- формование слоистой структуры.
Этот аспект настоящего изобретения может использоваться для изготовления листов (однослойных или многослойных), которые обрабатывают так же, как обычный препрег, т.е. путем складывания листов вместе для формирования слоистой структуры и формования слоистой структуры для изготовления элемента из композиционного материала.
В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения предлагается устройство для изготовления композиционного материала, содержащее:
- систему для наращивания слоя армирующего материала;
- электрод для приложения электромагнитного поля к слою и
- систему пропитки для нанесения матричного материала на слой таким образом, чтобы пропитать каждый из слоев матричным материалом.
В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения предлагается устройство для изготовления композиционного материала, содержащее:
- систему для наращивания слоя армирующего материала на месте (in situ);
- средства для формирования слоя частиц катализатора для катализа наращивания армирующих слоев с плотностью упаковки частиц катализатора, изменяющейся в пределах слоя; и
- систему пропитки для нанесения матричного материала на слой таким образом, чтобы пропитать каждый из слоев матричным материалом.
В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения предлагается устройство для изготовления композиционного материала, содержащее:
- систему для наращивания слоя армирующего материала с плотностью упаковки, изменяющейся в пределах слоя; и
- систему пропитки для нанесения матричного материала на слой таким образом, чтобы пропитать каждый из слоев матричным материалом.
В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения предлагается устройство для изготовления композиционного материала, содержащее:
- систему для наращивания слоя армирующего материала на месте (in situ);
- печатающую головку для формирования слоя частиц катализатора для катализа наращивания армирующего слоя путем распыления капелек жидкости на поверхность, причем жидкость содержит частицы катализатора в суспензии или растворе; и
- систему пропитки для нанесения матричного материала на слой таким образом, чтобы пропитать каждый из слоев матричным материалом.
Описание, которое будет приведено ниже, относится ко всем аспектам настоящего изобретения.
Слой армирующего материала можно наращивать на месте методом дугового разряда, при котором сырье, содержащееся в отрицательном электроде, сублимируется под действием высоких температур, созданных разрядом. Альтернативно слой армирующего материала можно наращивать на месте методом лазерной абляции, при котором импульсный лазер испаряет мишень в высокотемпературном реакторе, тогда как инертный газ отводится в технологическую камеру. Армирующий слой формируется на более холодных поверхностях реактора по мере конденсации испаренного материала. В случае применения дугового разряда или лазерной абляции элементы (такие, как углеродные нанотрубки), образующие армирующий слой, формируются в газообразном состоянии и наращивание слоя на месте осуществляется путем конденсации элементов на подложку. Однако проблема указанных методов дугового разряда и лазерной абляции состоит в том, что они непригодны для крупносерийного производства и требуют высоких температур. Таким образом, способ также включает в себя формирование слоя частиц катализатора для катализа наращивания армирующего материала, например, как часть способа химического осаждения из газовой фазы. Это позволяет осуществлять наращивание при более низких температурах, в характерном случае в диапазоне от 25 до 500°C. В этом случае слой наращивается путем наращивания на месте элементов, формирующих армирующий слой, вместо наращивания путем аккумуляции предварительно сформированных элементов.
Частицы катализатора могут наноситься непосредственно в результате осаждения солей металла, содержащихся в водном, масляном или спиртовом растворе, или могут наноситься в виде коллоидной суспензии, например, из печатающей головки.
В характерном случае способ дополнительно включает в себя нагрев матрицы в процессе пропитки при помощи лазера или другого источника тепла. Матричный материал в характерном случае наносится в виде слоя, например слоя порошка, который нагревается на месте для пропитки армирующего материала.
Пропитка в характерном случае осуществляется способом капиллярного воздействия.
Матрица может являться металлом, таким как титан, или полимером, таким как термоотверждающаяся смола, или термопластичным материалом, таким как полиэфирэфиркетон (ПЭЭК).
Армирующий слой в характерном случае содержит армирующие элементы, имеющие удлиненную структуру, такие как трубки, волокна или пластины. Армирующие элементы могут быть сплошными или трубчатыми. Например, армирующие элементы могут являться одностеночными углеродными нанотрубками, многостеночными углеродными нанотрубками или углеродными нанотрубками, покрытыми слоем аморфного углерода.
Предпочтительно армирующий слой содержит армирующие элементы, имеющие характеристическое отношение (соотношение геометрических размеров), большее 100.
Предпочтительно армирующий слой содержит армирующие элементы, имеющие диаметр меньше 100 нм.
Армирующий слой может быть изготовлен из любого материала, такого как карбид кремния или оксид алюминия, но предпочтительно армирующий слой содержит углеродные волокна. Это является предпочтительным благодаря прочности и жесткости связи углерод-углерод.
Способ может использоваться для изготовления инженерной структуры, в которой формируется последовательность из двух или более слоев, или может использоваться для изготовления листа или пленки с единственным слоем армирующего материала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Ниже будут подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1-10 представлены разные этапы изготовления многослойного композиционного материала с термопластичной матрицей.
На фиг.11-13 представлены разные этапы изготовления тонкопленочного композиционного материала с термопластичной матрицей.
На фиг.14-20 представлены разные этапы изготовления композиционного материала с термоотверждающейся матрицей.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство 1, представленное на фиг.1, помещено в технологическую камеру (не показана). Отрицательный электрод 2 источника плазмы и положительный электрод 3 источника плазмы соединяются источником 4 плазмы. Лазер 5 расположен над положительным электродом 3 источника плазмы и соединен с механизмом растрового сканирования (не показан). Подвод 6 газа может быть включен и выключен для подачи в камеру предварительно нагретого технологического газа, такого как CH4/H2. Второй подвод 7 газа может быть включен или выключен для подачи в технологическую камеру инертного газа, такого как N2. Инертный газ предварительно нагревается до температуры плавления матричного материала или чуть меньше. Электрод 2 также нагревается нагревающим элементом (не показан) до аналогичной температуры.
Нагретый бункер 8 и охлажденная струйная печатающая головка 9 установлены на механизме перемещения (не показан), который перемещает бункер 8 и печатающую головку 9 слева направо по фиг.1 (т.е. от одного конца отрицательного электрода 2 источника плазмы до другого). Имеется механизм перемещения (не показан) для перемещения отрицательного электрода 2 источника плазмы вверх и вниз.
На фиг.1-10 представлены виды сбоку устройства и, следовательно, не показано третье измерение (ширина) вне плоскости чертежей. Однако электроды 2, 3, лазер 5, бункер 8 и печатающая головка 9 проходят по ширине устройства.
На первом этапе способа, представленном на фиг.2, бункер (8) заполняется полимерным порошком, таким как полиэфирэфиркетон (ПЭЭК). Бункер 8 перемещается через отрицательный электрод 2 источника плазмы, и дозирующее отверстие (не показано) в бункере 8 открывается для нанесения слоя 10 полимерного порошка. Таким образом, электрод 2 действует как основание или платформа для изготовления слоя способом аддитивного формирования слоев. Затем отверстие закрывается. Инертный газ препятствует окислению полимера. Лазер 5 включается, и растровый механизм сканирует луч поперек слоя 10 для отверждения слоя 10. Нагревающее действие лазерного луча приводит к плавлению полимерного слоя 10. Затвор (не показан) на пути лазерного луча открывается и закрывается избирательно, чтобы модулировать луч в процессе его сканирования над слоем 10. Таким образом, слой 10 отверждается только в зонах, необходимых для создания желаемой формы. В частности, затвор открывается и закрывается в соответствии с моделью для автоматизированного проектирования, которая определяет последовательность слоев, проходящих через желаемую трехмерную форму.
На втором этапе способа, представленном на фиг.3, печатающая головка 9 перемещается через слой 10 для нанесения множества частиц 11 катализатора. Печатающая головка 9 распыляет множество коллоидных капель на слой 10, и когда коллоид испаряется в высокотемпературной среде инертного газа, частицы 11 металлического катализатора, взвешенные в коллоидных каплях, осаждаются. Частицы 11 катализатора могут являться, например, металлом, предпочтительно переходным металлом, таким как Fe, Ni или Co, или их сплавом; коллоидная жидкость может являться, например, спиртом, водой, маслом или их смесью. Охлаждающая система на основе жидкости (не показана) охлаждает печатающую головку 9 и резервуар (не показан), содержащий печатающую жидкость, чтобы предотвратить закипание коллоидной жидкости перед печатью. Печатающее отверстие печатающей головки 9 (выпускающее распыляемые капельки) устанавливается достаточно близко к слою 10, чтобы предотвратить вредное испарение коллоидной жидкости на лету, прежде чем она попадет на слой 10.
Хотя частицы 11 катализатора, представленные на фиг.3 в качестве примера, равномерно распределены по длине слоя 10, расстояние между частицами по существу является случайным как по длине, так и по ширине.
Диаметр каждой из частиц катализатора в характерном случае составляет от 1 нм до 1 мкм, и частицы катализатора могут быть плотно упакованы или расположены на некотором расстоянии друг от друга.
На третьем этапе способа, представленном на фиг.4, углеродистое сырье вводится из подвода 6 газа и источник 4 питания включается, чтобы генерировать плазму между электродами 2, 3. Это приводит к наращиванию на месте слоя нановолокон 12, ориентированных в направлении электромагнитного поля между электродами 2, 3. Механизм наращивания описан в работе Baker (Baker R.T.K., Barber M.A., Harris P.S., Feates F.S. & Waire R.J. J J Catal 26 (1972). Обычно принято считать, что углеродистый газ диссоциирует на поверхности частицы металлического катализатора и углерод адсорбируется на поверхность, откуда он затем переносится путем диффузии на осаждающую плоскость, формируя углеродное волокно с частицей катализатора на конце. В настоящее время рассматривается вопрос о том, как протекает эта диффузия - через объем катализатора или вдоль его поверхности (поверхностей) - и чем она обусловлена: концентрацией углерода или термическим градиентом. Так, по завершении процесса наращивания образуется «лес» нановолокон 12, причем каждое из нановолокон 12 несет на конце частицу 11 катализатора.
Частицы катализатора и плазма позволяют осуществлять наращивание нановолокна при относительно низкой температуре, ниже точки плавления матрицы.
Диаметр нановолокон в характерном случае составляет от 1 нм до 1 мкм. Таким образом, хотя они называются «нановолокнами», при необходимости диаметр волокон 12 может превышать 100 нм.
Когда нановолокна 12 вырастают до желаемой длины, источник 4 плазмы и подвод 6 газа выключаются, инертный газ удаляется и на четвертом этапе способа, представленном на фиг.5, платформа 2 опускается и бункер 8 перемещается вдоль слоя нановолокон 12 для нанесения следующего слоя 13 полимерного порошка. Размер полимерного порошка в характерном случае на три порядка больше, чем диаметр нановолокон 12, и значительно больше, чем расстояния между нановолокнами 12. В результате слой 13 полимерного порошка размещается поверх слоя нановолокон 12, как показано на фиг.5. Слой 13 имеет толщину, в несколько раз превышающую размер полимерного порошка (от 20 до 50 мкм) и составляющую в характерном случае приблизительно от 0,2 до 0,5 мм.
На пятом этапе способа, представленном на фиг.6, лазер 5 включается и растровый механизм сканирует луч через слой 13 для формирования отвержденного слоя 13'. В процессе растрового сканирования затвор открывается и закрывается в соответствии с необходимостью для формирования отвержденного слоя 13' желаемой формы.
Толщина неотвержденного полимерного слоя 13 выбирается так, чтобы матрица пропитывала слой нановолокон 12 только частично, в нижней части его толщины, оставляя верхнюю часть слоя нановолокон 12 открытой, как показано на фиг.6. В виде примера толщина неотвержденного слоя 13, представленного на фиг.5, может составлять от 0,2 до 0,5 мм, а толщина отвержденного слоя 13', представленного на фиг.6, может составлять от 0,1 до 0,25 мм. Таким образом, в этом случае нановолокна 12, несколько более длинные, чем слой 13' отвержденной матрицы, имеют длину больше 0,1 мм и аспектные отношения больше 100. Хотя отношение между длиной волокон 12 и толщиной отвержденного слоя 13' составляет приблизительно 2:1 по фиг.6, оно приведено только в виде примера, и на практике гораздо меньшая степень перекрытия (например, отношение, составляющее 1,05:1) требуется для создания значительного межслоевого армирования.
Затем лазер выключается и пять этапов, представленные на фиг.2-6, повторяются для создания последовательности слоев нановолокон, причем каждый из слоев пропитывается матрицей перед нанесением следующего слоя.
Таким образом, при первом повторе второй слой частиц 14 катализатора наносится, как показано на фиг.7. На фиг.7 частицы 14 катализатора представлены в правильном множестве, чередующемся с множеством нановолокон 12. Однако распределение частиц 14 матрицы является в основном произвольным как по длине, так и по ширине.
Как показано на фиг.8, затем наращивается второй слой нановолокон 15, катализированный частицами 14 катализатора. Следует заметить, что второй слой нановолокон 15 частично перекрывается с предыдущим слоем нановолокон 12. Это обеспечивает как межслойное, так и внутрислойное армирование. Хотя второй слой представлен на фиг.8 с вертикально проходящими нановолокнами 15, в соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения второй электрод 3 источника плазмы может двигаться относительно платформы 2 таким образом, что нановолокна во втором слое ориентируются в другом направлении, например под острым углом, таким как 45°, к вертикали. При необходимости электромагнитное поле может быть переориентировано для каждого из последующих слоев нановоколокон. Для перемещения электрода 3 источника плазмы относительно платформы 2 в необходимое положение имеется механизм перемещения (не показан). Таким же образом может иметься механизм (не показан) для перемещения платформы 2 или ее поворота для создания желаемого угла электромагнитного поля.
Как показано на фиг.9, отрицательный электрод 2 источника плазмы снова опускается и следующий слой 16 полимерного порошка наносится поверх слоя нановолокон 15.
Как показано на фиг.10, слой 16 затем отверждается с помощью лазера 5 для формирования отвержденного слоя 16'.
Затем в случае необходимости процесс повторяется, причем каждый из слоев нановолокон избирательно пропитывается для формирования поперечного сечения желаемой двумерной формы и размера. После формирования структуры неотвержденный порошок удаляется, оставляя элемент желаемой трехмерной формы.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, описанным выше, соответствующий слой частиц 11, 14 катализатора наносится для каждого из слоев волокон. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения слой частиц 11 катализатора может повторно использоваться для катализа последовательности слоев волокон, растущих встык, вместо наращивания в виде последовательности отдельных волокон с перекрывающей конфигурацией по фиг.8.
Необязательно печатающая головка 9 может регулироваться избирательно, так чтобы каждый из наносимых слоев коллоидных капель имел желаемую форму и/или плотность упаковки. Это обеспечивает получение разной формы и/или плотности упаковки для каждого из наращиваемых слоев нанотрубок. Необязательно плотность упаковки коллоидных капель (и, следовательно, плотность упаковки нанотрубок) может также изменяться в пределах слоя (по ширине и/или по длине), а также изменяться между слоями.
Вместо нанесения порошка матрицы с помощью бункера 8 слои матричного порошка могут наноситься с помощью валика или другой системы подачи, распыляющей слой по субстрату.
В способе, представленном на фиг.1-10, объемный композиционный материал формируется путем нанесения последовательности слоев нанотрубок, причем каждый из слоев пропитывается перед наращиванием следующего слоя.
В альтернативном способе, представленном на фиг.11-13, то же устройство может использоваться для изготовления листа с единственным слоем нанотрубок.
Как показано на фиг.11, после нанесения слоя частиц катализатора слой нанотрубок 17 наращивается под углом к матричной подложке 10 путем перемещения положительного электрода 3 источника плазмы в положение по фиг.11. Как показано на фиг.12, затем наносится матричный слой 18 и отверждается для пропитки слоя нанотрубок 17 с формированием отвержденного слоя 18', как показано на фиг.13. Затем готовый лист удаляется из технологической камеры и может использоваться как обычный препрег. Т.е. некоторое количество таких листов может быть сложено вместе для формирования слоистой структуры, вырезано по форме и сформовано для изготовления элемента из композиционного материала.
На фиг.14-20 представлена система для изготовления слоя способом аддитивного формирования слоев для изготовления композиционного материала с матрицей из термоотверждающейся эпоксидной смолы (вместо термопластичной матрицы, используемой в устройстве по фиг.1-13). Система, представленная на фиг.14-20, включает в себя все элементы системы по фиг.1 (за исключением бункера 8), но эти элементы не представлены на фиг.14-20 для ясности.
На первом этапе способа, представленном на фиг.14, платформа 20 погружается в ванну 21 с жидкой эпоксидной смолой 22. Затем платформа поднимается в положение непосредственно над поверхностью ванны 21, как показано на фиг.15, в котором слой 22 смолы поддерживается платформой 20. Ножевое устройство (не показано) проходит через слой 22, чтобы получить равномерно толстый слой 22' смолы, представленный на фиг.16. Затем лазер (не показан) включается и сканирует слой 22' для отверждения смолы в желаемую форму.
Затем печатающая головка (не показана) перемещается через слой 22' для нанесения множества частиц катализатора (не показаны). Затем углеродистое сырье вводится в технологическую камеру и плазма из источника плазмы (не показан) прилагается под углом к слою 22, вызывая наращивание слоя нановолокон 23, ориентированных в направлении электромагнитного поля. На фиг.17 представлен угол в 45°, хотя при необходимости этот угол может быть уменьшен до 5°.
После наращивания нановолокон 23 соответствующей длины источник плазмы и подача (подвод) газа выключаются, инертный газ в камере удаляется и платформа 20 опускается, как показано на фиг.18.
Затем платформа 20 поднимается до положения непосредственно над поверхностью ванны 21, как показано на фиг.19, где слой 24 смолы пропитывает слой нановолокон 23. Затем ножевое устройство проходит через слой 23 для формирования равномерно толстого слоя 24' смолы, как показано на фиг.20. Затем лазер включается и сканирует слой 24' для отверждения смолы в желаемую форму. Следует отметить, что слой 24' показан на фиг.20 над слоем нановолокон 23, но на практике слой 24' может быть изготовлен достаточно тонким, так что после отверждения он пропитывает только нижнюю часть матрицы, аналогично слою 13' по фиг.6, и, таким образом, только частично перекрывается со следующим слоем нановолокон.
Затем способ снова повторяется для формирования объемного материала.
Следует отметить, что фиг.1-20 даны не в масштабе, и, таким образом, относительные размеры разных элементов могут значительно отличаться от представленных на чертежах.
Хотя выше настоящее изобретение описывается на примере одного или более предпочтительных вариантов осуществления, следует отметить, что могут быть сделаны различные изменения или модификации, не выходящие за рамки настоящего изобретения, определенные прилагаемой формулой изобретения.
Claims (23)
1. Способ изготовления композиционного материала, включающий в себя следующие этапы:
- наращивание слоя армирующего материала;
- пропитка слоя матрицей;
- ориентирование армирующего слоя путем приложения электромагнитного поля в процессе наращивания армирующего слоя под острым углом к армирующему слою.
- наращивание слоя армирующего материала;
- пропитка слоя матрицей;
- ориентирование армирующего слоя путем приложения электромагнитного поля в процессе наращивания армирующего слоя под острым углом к армирующему слою.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя формирование плазмы в процессе наращивания слоя.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя формирование слоя частиц катализатора для катализа наращивания армирующего слоя.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя формирование слоя частиц катализатора, имеющего плотность упаковки частиц катализатора, изменяющуюся в пределах слоя.
5. Способ изготовления композиционного материала, включающий в себя следующие этапы:
- наращивание слоя армирующего материала;
- пропитка слоя матрицей;
- формирование слоя частиц катализатора для катализа наращивания армирующих слоев путем распыления капель жидкости на поверхность, причем жидкость содержит частицы катализатора в суспензии или в растворе.
- наращивание слоя армирующего материала;
- пропитка слоя матрицей;
- формирование слоя частиц катализатора для катализа наращивания армирующих слоев путем распыления капель жидкости на поверхность, причем жидкость содержит частицы катализатора в суспензии или в растворе.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что жидкость содержит частицы катализатора в коллоидной суспензии.
7. Способ по любому из пп.1, 2 или 5, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя наращивание слоя армирующего материала, имеющего плотность упаковки, изменяющуюся в пределах слоя.
8. Способ по любому из пп.1, 2, 5 или 6, отличающийся тем, что включает в себя следующие этапы:
- изготовление двух или более листов композиционного материала способом по любому из пп.1, 2, 5 или 6;
- складывание листов вместе для формирования слоистой структуры и формование слоистой структуры.
- изготовление двух или более листов композиционного материала способом по любому из пп.1, 2, 5 или 6;
- складывание листов вместе для формирования слоистой структуры и формование слоистой структуры.
9. Способ изготовления композиционного материала, включающий в себя следующие этапы:
- изготовление двух или более листов композиционного материала, причем каждый лист изготавливают путем наращивания слоя армирующего материала и пропитки слоя матрицей;
- складывание листов вместе для формирования слоистой структуры и формование слоистой структуры.
- изготовление двух или более листов композиционного материала, причем каждый лист изготавливают путем наращивания слоя армирующего материала и пропитки слоя матрицей;
- складывание листов вместе для формирования слоистой структуры и формование слоистой структуры.
10. Способ по любому из пп.1, 2, 5, 6 или 9, отличающийся тем, что включает в себя нагрев матрицы в процессе пропитки.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что матрицу нагревают лазерным лучом.
12. Способ по п.10, отличающийся тем, что слой армирующего материала пропитывают путем нанесения слоя матричного материала на слой армирующего материала и нагрева, по меньшей мере, части слоя матричного материала.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что слой матричного материала является порошком.
14. Способ по любому из пп.1, 2, 5, 6 или 9, отличающийся тем, что слой армирующего материала пропитывают путем капиллярного воздействия.
15. Способ по любому из пп.1, 2, 5, 6 или 9, отличающийся тем, что матрица является полимером.
16. Способ по любому из пп.1, 2, 5, 6 или 9, отличающийся тем, что матрица является термопластичной.
17. Способ по любому из пп.1, 2, 5, 6 или 9, отличающийся тем, что матрица является термоотверждающейся.
18. Способ по любому из пп.1, 2, 5, 6 или 9, отличающийся тем, что армирующий слой содержит армирующие элементы, имеющие характеристическое отношение, большее 100.
19. Способ по любому из пп.1, 2, 5, 6 или 9, отличающийся тем, что армирующий слой содержит армирующие элементы, имеющие диаметр меньше 100 нм.
20. Способ по любому из пп.1, 2, 5, 6 или 9, отличающийся тем, что армирующий слой содержит углеродные волокна.
21. Композиционный материал, изготовленный способом по любому из предшествующих пунктов.
22. Устройство для изготовления композиционного материала, содержащее:
- систему для наращивания слоя армирующего материала;
- электрод для приложения электромагнитного поля под острым углом к слою и
- систему пропитки для нанесения матричного материала на слой таким образом, чтобы пропитать каждый из слоев матричным материалом.
- систему для наращивания слоя армирующего материала;
- электрод для приложения электромагнитного поля под острым углом к слою и
- систему пропитки для нанесения матричного материала на слой таким образом, чтобы пропитать каждый из слоев матричным материалом.
23. Устройство для изготовления композиционного материала, содержащее:
- систему для наращивания слоя армирующего материала на месте;
- печатающую головку для формирования слоя частиц катализатора для катализа наращивания армирующего слоя путем распыления капель жидкости на поверхность из печатающего отверстия, причем жидкость содержит частицы катализатора; и
- систему пропитки для нанесения матричного материала на слой таким образом, чтобы пропитать слой матричным материалом.
- систему для наращивания слоя армирующего материала на месте;
- печатающую головку для формирования слоя частиц катализатора для катализа наращивания армирующего слоя путем распыления капель жидкости на поверхность из печатающего отверстия, причем жидкость содержит частицы катализатора; и
- систему пропитки для нанесения матричного материала на слой таким образом, чтобы пропитать слой матричным материалом.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US82456506P | 2006-09-05 | 2006-09-05 | |
| GBGB0617460.1A GB0617460D0 (en) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | Method of manufacturing composite material |
| GB0617460.1 | 2006-09-05 | ||
| US60/824,565 | 2006-09-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009110970A RU2009110970A (ru) | 2010-10-20 |
| RU2448832C2 true RU2448832C2 (ru) | 2012-04-27 |
Family
ID=37232391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009110970/05A RU2448832C2 (ru) | 2006-09-05 | 2007-08-29 | Способ изготовления композиционного материала |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100004388A1 (ru) |
| EP (2) | EP2409827B1 (ru) |
| JP (2) | JP5587602B2 (ru) |
| CN (2) | CN101511570B (ru) |
| AT (1) | ATE530332T1 (ru) |
| BR (1) | BRPI0716167A2 (ru) |
| CA (1) | CA2661746C (ru) |
| GB (1) | GB0617460D0 (ru) |
| RU (1) | RU2448832C2 (ru) |
| WO (1) | WO2008029179A2 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2567283C2 (ru) * | 2013-11-18 | 2015-11-10 | Александр Григорьевич Григорьянц | Способ и устройство для получения углеродных нанотрубок |
| RU2641134C1 (ru) * | 2016-07-14 | 2018-01-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Электропроводящая металлонаполненная полимерная композиция для 3D-печати (варианты) |
| RU2641921C2 (ru) * | 2016-07-14 | 2018-01-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Электропроводящая металлонаполненная полимерная композиция для 3D-печати (варианты) |
| RU2764179C1 (ru) * | 2018-01-30 | 2022-01-14 | Бранденбургише Технише Универзитет Коттбус-Зенфтенберг | Экструзионное устройство и способ получения армированных углеродным волокном пластмассовых заготовок |
| RU2805905C2 (ru) * | 2018-08-20 | 2023-10-24 | Киосера Файнсиремикс Пресижн Гмбх | Аддитивное изготовление компонентов на основе карбида кремния с внедренными алмазными частицами |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0715164D0 (en) * | 2007-08-06 | 2007-09-12 | Airbus Uk Ltd | Method and apparatus for manufacturing a composite material |
| GB0715990D0 (en) * | 2007-08-16 | 2007-09-26 | Airbus Uk Ltd | Method and apparatus for manufacturing a component from a composite material |
| RU2459888C2 (ru) * | 2010-11-30 | 2012-08-27 | Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") | Способ получения оболочечных конструкций |
| RU2478562C1 (ru) * | 2011-08-11 | 2013-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Способ получения волокон в электрическом однородном поле |
| WO2018081357A1 (en) * | 2016-10-26 | 2018-05-03 | Purdue Research Foundation | Roll-to-roll manufacturing machines and methods for producing nanostructures-containing polymer films |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4560603A (en) * | 1983-10-27 | 1985-12-24 | Ltv Aerospace And Defense Company | Composite matrix with oriented whiskers |
| RU2048295C1 (ru) * | 1992-01-24 | 1995-11-20 | Юрий Иванович Кадун | Способ изготовления слоистого изделия из композиционного материала |
Family Cites Families (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5837081A (en) * | 1993-04-07 | 1998-11-17 | Applied Sciences, Inc. | Method for making a carbon-carbon composite |
| US6156256A (en) * | 1998-05-13 | 2000-12-05 | Applied Sciences, Inc. | Plasma catalysis of carbon nanofibers |
| JP2002518280A (ja) * | 1998-06-19 | 2002-06-25 | ザ・リサーチ・ファウンデーション・オブ・ステイト・ユニバーシティ・オブ・ニューヨーク | 整列した自立炭素ナノチューブおよびその合成 |
| US6265466B1 (en) * | 1999-02-12 | 2001-07-24 | Eikos, Inc. | Electromagnetic shielding composite comprising nanotubes |
| AUPP976499A0 (en) * | 1999-04-16 | 1999-05-06 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Multilayer carbon nanotube films |
| US6214276B1 (en) * | 1999-05-18 | 2001-04-10 | Creo Srl | Method of forming objects from thermosensitive composition |
| EP1059266A3 (en) * | 1999-06-11 | 2000-12-20 | Iljin Nanotech Co., Ltd. | Mass synthesis method of high purity carbon nanotubes vertically aligned over large-size substrate using thermal chemical vapor deposition |
| JP2003512286A (ja) * | 1999-10-27 | 2003-04-02 | ウィリアム・マーシュ・ライス・ユニバーシティ | カーボンナノチューブの巨視的に配置された集成体 |
| US6923946B2 (en) * | 1999-11-26 | 2005-08-02 | Ut-Battelle, Llc | Condensed phase conversion and growth of nanorods instead of from vapor |
| US6495116B1 (en) * | 2000-04-10 | 2002-12-17 | Lockheed Martin Corporation | Net shape manufacturing using carbon nanotubes |
| WO2002039051A2 (en) * | 2000-08-23 | 2002-05-16 | Cynthia A Kuper | METHOD FOR UTILIZING SOL-GEL PROCESSING IN THE PRODUCTION OF A MACROSCOPIC TWO OR THREE DIMENSIONALLY ORDERED ARRAY OF SINGLE WALL NANOTUBES (SWNTs) |
| US6428890B1 (en) * | 2001-06-07 | 2002-08-06 | National Cheng Kung University | Polymer matrix composite and method for making the same |
| US6921462B2 (en) * | 2001-12-17 | 2005-07-26 | Intel Corporation | Method and apparatus for producing aligned carbon nanotube thermal interface structure |
| US6746768B2 (en) * | 2001-12-26 | 2004-06-08 | Advanced Energy Technology Inc. | Thermal interface material |
| US6913794B2 (en) * | 2002-01-14 | 2005-07-05 | Coherent, Inc. | Diode-laser curing of liquid epoxide encapsulants |
| JP3962862B2 (ja) * | 2002-02-27 | 2007-08-22 | 日立造船株式会社 | カーボンナノチューブを用いた導電性材料およびその製造方法 |
| CN1302064C (zh) * | 2002-04-26 | 2007-02-28 | 住友化学工业株式会社 | 纤维增强聚烯烃树脂组合物和由其制得的模塑制品 |
| FR2844510B1 (fr) * | 2002-09-12 | 2006-06-16 | Snecma Propulsion Solide | Structure fibreuse tridimensionnelle en fibres refractaires, procede pour sa realisation et application aux materiaux composites thermostructuraux |
| US20040071951A1 (en) * | 2002-09-30 | 2004-04-15 | Sungho Jin | Ultra-high-density information storage media and methods for making the same |
| US20030154865A1 (en) * | 2002-10-16 | 2003-08-21 | Zornes David A. | Nano coupling magnetoadsorbent |
| US6841003B2 (en) * | 2002-11-22 | 2005-01-11 | Cdream Display Corporation | Method for forming carbon nanotubes with intermediate purification steps |
| JP2004298357A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Mizuno Technics Kk | ゴルフシャフト |
| US7118941B2 (en) * | 2003-06-25 | 2006-10-10 | Intel Corporation | Method of fabricating a composite carbon nanotube thermal interface device |
| JP2005041835A (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Fuji Xerox Co Ltd | カーボンナノチューブ構造体、その製造方法、カーボンナノチューブ転写体および溶液 |
| US7091120B2 (en) * | 2003-08-04 | 2006-08-15 | Nanosys, Inc. | System and process for producing nanowire composites and electronic substrates therefrom |
| US20050116336A1 (en) * | 2003-09-16 | 2005-06-02 | Koila, Inc. | Nano-composite materials for thermal management applications |
| US20050061496A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-03-24 | Matabayas James Christopher | Thermal interface material with aligned carbon nanotubes |
| US7181836B2 (en) * | 2003-12-19 | 2007-02-27 | General Electric Company | Method for making an electrode structure |
| US20050169831A1 (en) * | 2004-02-04 | 2005-08-04 | Montgomery Stephen W. | Three-dimensional nanotube structure |
| CN100383213C (zh) * | 2004-04-02 | 2008-04-23 | 清华大学 | 一种热界面材料及其制造方法 |
| WO2005102924A1 (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-03 | Japan Science And Technology Agency | 炭素系微細構造物群、炭素系微細構造物の集合体、その利用およびその製造方法 |
| US20050279274A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-12-22 | Chunming Niu | Systems and methods for nanowire growth and manufacturing |
| US20060025515A1 (en) * | 2004-07-27 | 2006-02-02 | Mainstream Engineering Corp. | Nanotube composites and methods for producing |
| US7129097B2 (en) * | 2004-07-29 | 2006-10-31 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit chip utilizing oriented carbon nanotube conductive layers |
| JP2006069165A (ja) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Japan Science & Technology Agency | カーボンナノチューブ複合シート、およびその製造方法 |
| US20060083927A1 (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Zyvex Corporation | Thermal interface incorporating nanotubes |
| KR101289256B1 (ko) * | 2005-06-28 | 2013-07-24 | 더 보드 오브 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 오클라호마 | 탄소 나노튜브의 성장 및 수득 방법 |
-
2006
- 2006-09-05 GB GBGB0617460.1A patent/GB0617460D0/en not_active Ceased
-
2007
- 2007-08-29 RU RU2009110970/05A patent/RU2448832C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-08-29 US US12/439,267 patent/US20100004388A1/en not_active Abandoned
- 2007-08-29 CN CN200780032906XA patent/CN101511570B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-08-29 EP EP11185691A patent/EP2409827B1/en not_active Not-in-force
- 2007-08-29 JP JP2009527212A patent/JP5587602B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-08-29 BR BRPI0716167-0A2A patent/BRPI0716167A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-08-29 AT AT07789385T patent/ATE530332T1/de not_active IP Right Cessation
- 2007-08-29 WO PCT/GB2007/050510 patent/WO2008029179A2/en not_active Ceased
- 2007-08-29 CA CA2661746A patent/CA2661746C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-08-29 EP EP07789385A patent/EP2061644B1/en not_active Not-in-force
- 2007-08-29 CN CN2012102875795A patent/CN102774016A/zh active Pending
-
2013
- 2013-03-28 JP JP2013068680A patent/JP5588038B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4560603A (en) * | 1983-10-27 | 1985-12-24 | Ltv Aerospace And Defense Company | Composite matrix with oriented whiskers |
| RU2048295C1 (ru) * | 1992-01-24 | 1995-11-20 | Юрий Иванович Кадун | Способ изготовления слоистого изделия из композиционного материала |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2567283C2 (ru) * | 2013-11-18 | 2015-11-10 | Александр Григорьевич Григорьянц | Способ и устройство для получения углеродных нанотрубок |
| RU2641134C1 (ru) * | 2016-07-14 | 2018-01-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Электропроводящая металлонаполненная полимерная композиция для 3D-печати (варианты) |
| RU2641921C2 (ru) * | 2016-07-14 | 2018-01-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Электропроводящая металлонаполненная полимерная композиция для 3D-печати (варианты) |
| RU2764179C1 (ru) * | 2018-01-30 | 2022-01-14 | Бранденбургише Технише Универзитет Коттбус-Зенфтенберг | Экструзионное устройство и способ получения армированных углеродным волокном пластмассовых заготовок |
| RU2805905C2 (ru) * | 2018-08-20 | 2023-10-24 | Киосера Файнсиремикс Пресижн Гмбх | Аддитивное изготовление компонентов на основе карбида кремния с внедренными алмазными частицами |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE530332T1 (de) | 2011-11-15 |
| JP5588038B2 (ja) | 2014-09-10 |
| EP2409827B1 (en) | 2012-11-28 |
| EP2061644B1 (en) | 2011-10-26 |
| US20100004388A1 (en) | 2010-01-07 |
| BRPI0716167A2 (pt) | 2013-09-17 |
| WO2008029179A2 (en) | 2008-03-13 |
| GB0617460D0 (en) | 2006-10-18 |
| CN101511570A (zh) | 2009-08-19 |
| WO2008029179A3 (en) | 2008-04-24 |
| RU2009110970A (ru) | 2010-10-20 |
| CN102774016A (zh) | 2012-11-14 |
| CA2661746C (en) | 2015-03-31 |
| EP2409827A1 (en) | 2012-01-25 |
| JP2013144809A (ja) | 2013-07-25 |
| JP2010502808A (ja) | 2010-01-28 |
| CN101511570B (zh) | 2012-10-03 |
| CA2661746A1 (en) | 2008-03-13 |
| JP5587602B2 (ja) | 2014-09-10 |
| EP2061644A2 (en) | 2009-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2061643B1 (en) | Method of manufacturing composite material by growing of layers of reinforcement | |
| RU2448832C2 (ru) | Способ изготовления композиционного материала | |
| RU2447994C2 (ru) | Способ получения композиционного материала путем выращивания слоев армирования и соответствующее устройство | |
| KR101458250B1 (ko) | 복합 재료를 제조하는 방법 및 장치 | |
| JP5473915B2 (ja) | ナノ構造補強の複合品および方法 | |
| US20120280430A1 (en) | Composite tooling containing carbon nanotubes and production of parts therefrom | |
| EP2683542B1 (en) | Method of manufacturing a composite material and composite material | |
| WO2012123717A2 (en) | Composite material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120830 |