本發(fā)明屬于航空鋁合金修補，涉及基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法。

背景技術(shù)：

1、隨著航空工業(yè)的飛速發(fā)展，鋁合金作為飛機金屬結(jié)構(gòu)的主要材料，其性能的優(yōu)化與維修技術(shù)的升級已成為亟待解決的問題。鋁合金憑借輕質(zhì)高強特性在航空領(lǐng)域的應用占據(jù)主導地位，但長期服役過程中，由于疲勞載荷或應力腐蝕效應，鋁合金構(gòu)件容易產(chǎn)生塑性應變集中，萌生裂紋，導致性能退化，甚至造成構(gòu)件斷裂，嚴重威脅飛行安全。傳統(tǒng)的飛機金屬材料裂紋修理方式主要以機械修理為主，如打止裂孔、添加金屬加強角盒等。雖在一定程度上緩解了問題，但這些方法存在諸多弊端。例如，機械連接在復雜結(jié)構(gòu)區(qū)域難以實施，修復周期較長且增重顯著，修復后鋁合金材料使用壽命大幅下降，嚴重制約了飛機的性能與運營成本。

2、航空鋁合金結(jié)構(gòu)裂紋等損傷的高效可靠修復是延長飛機使用壽命、降低維護成本亟待解決的關(guān)鍵問題，復合材料補片膠接修復金屬構(gòu)件是一項先進的結(jié)構(gòu)修復技術(shù)，已經(jīng)受到了越來越廣泛的重視。將已固化、半固化或未固化的復合材料補片，通過膠接方式粘接在待修復的結(jié)構(gòu)區(qū)域，實現(xiàn)局部加強，從而改善受力結(jié)構(gòu)的應力分布。

3、中國專利cn109024314a公開了一種水下鋼制構(gòu)件碳纖維維修加固方法，具有較高的可行性及便捷的操作性，能夠顯著提升受損鋼板的屈服強度。但將碳纖維布粘結(jié)在鋼板修復段的修復過程中，無法提供真空環(huán)境，碳纖維布層間容易混入雜質(zhì)氣體，從而形成氣孔等缺陷，影響整體的修復強度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，包括以下步驟：剪裁纖維布；制備含氧化石墨烯的固化混合溶液；將含氧化石墨烯的固化混合溶液涂覆在纖維表面進行真空浸滲與熱壓固化處理，得到氧化石墨烯-碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料；對氧化石墨烯-碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料和待修復航空鋁合金表面進行預處理；將預處理后的氧化石墨烯-碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料與待修復航空鋁合金表面膠接進行固化。

4、進一步地，所述制備含氧化石墨烯的固化混合溶液，包括：將氧化石墨烯粉末與12～15g的無水乙醇混合得到氧化石墨烯溶液；氧化石墨烯溶液放置在電磁攪拌器中進行第一次攪拌，第一次攪拌后的溶液放置在超聲分散儀中進行第一次超聲分散；第一次分散后的溶液加入3.5～5g環(huán)氧樹脂進行第二次攪拌，第二次攪拌后的溶液放置在超聲分散儀中進行第二次超聲分散；將第二次分散后的溶液放置在真空度為-0.09mpa的真空罐中，真空時間7～8h去除無水乙醇；添加0.75～0.94g固化劑得到含氧化石墨烯的固化混合溶液。

5、進一步地，所述第一次攪拌時間為10～20min，攪拌轉(zhuǎn)速為300～400rpm；所述第一次超聲分散功率為400w，分散頻率為40khz，分散時間為30min。

6、進一步地，所述第二次攪拌時間為20min，攪拌轉(zhuǎn)速為300rpm，溫度為50℃；所述第二次超聲分散功率為400w，分散頻率為40khz，分散時間為60min。

7、進一步地，所述氧化石墨烯粉末的質(zhì)量為環(huán)氧樹脂質(zhì)量的0.5%。

8、進一步地，所述纖維布包括碳纖維布和玻璃纖維布。

9、進一步地，所述將含氧化石墨烯的固化混合溶液涂覆在纖維表面進行真空浸滲與熱壓固化處理，得到氧化石墨烯-碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料，包括：將含氧化石墨烯的固化混合溶液涂覆在碳纖維布和玻璃纖維布表面，并依次堆疊，靜置處理得到纖維疊層；纖維疊層放置在真空加熱干燥箱中，進行真空浸滲處理；將真空浸滲后的纖維疊層放置在加熱模壓機中，在70℃，以0.7mpa壓力擠壓20min。

10、進一步地，所述真空浸滲處理溫度為180℃、真空度為-0.09mpa、時間為55～65min。

11、進一步地，所述氧化石墨烯-碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料和待修復航空鋁合金表面進行預處理，包括：使用砂紙將氧化石墨烯-碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料及待修復航空鋁合金需修復表面朝同一個方向打磨；使用有機溶劑清洗氧化石墨烯-碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料及待修復航空鋁合金修復區(qū)域表面。

12、進一步地，所述固化劑為4,4‘-二氨基二苯甲烷固化劑。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

14、本發(fā)明基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，將碳纖維、玻璃纖維與氧化石墨烯同時作為增強體，環(huán)氧樹脂作為基體，制備了氧化石墨烯-碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料。氧化石墨烯-碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料不僅具有碳纖維的輕質(zhì)高強的特性，還融合了玻璃纖維的低成本、易加工的特點，同時，氧化石墨烯的引入顯著提升了材料的耐熱性、耐腐蝕性及力學性能。將氧化石墨烯-碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料采用膠接修復工藝與待修復航空鋁合金表面相結(jié)合，克服鋁合金維修費用高、可靠性低、維修后增重多、強度低等缺點，能夠強化鋁合金的結(jié)構(gòu)，改善其力學性能，提高修復效率。

15、本發(fā)明基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，修復后的航空鋁合金彎曲強度可達137.59mpa，彎曲模量可達6919.10mpa，最大承受載荷高達250.60n，力學性能優(yōu)良。相比未修復的航空鋁合金，其最大承受載荷提高了52.17%。

技術(shù)特征：

1.基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，其特征在于，所述制備含氧化石墨烯的固化混合溶液，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，其特征在于

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，其特征在于，所述將含氧化石墨烯的固化混合溶液涂覆在纖維表面進行真空浸滲與熱壓固化處理，得到氧化石墨烯-碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，其特征在于，所述氧化石墨烯-碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料和待修復航空鋁合金表面進行預處理，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于go-cf/gf混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于GO?CF/GF混雜增強復合材料補片的航空鋁合金修補方法，該方法包括以下步驟：剪裁纖維布；制備含氧化石墨烯的固化混合溶液；將含氧化石墨烯的固化混合溶液涂覆在纖維表面進行真空浸滲與熱壓固化處理，得到氧化石墨烯?碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料；對氧化石墨烯?碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料和待修復航空鋁合金表面進行預處理；將預處理后的氧化石墨烯?碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料與待修復航空鋁合金表面進行膠接與固化處理；氧化石墨烯?碳纖維/玻璃纖維混雜增強復合材料具有碳纖維的輕質(zhì)高強的特性，還融合了玻璃纖維的低成本、易加工的特點，氧化石墨烯的引入顯著提升了材料的耐熱性、耐腐蝕性及力學性能。

技術(shù)研發(fā)人員：馬玉欽,張得洋,史妍妮,張育洋,李光喜,楊立權(quán),呂青青
受保護的技術(shù)使用者：長安大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15