鉬復合混合層壓件和方法

鉬復合混合層壓件和方法
【專利摘要】在本公開的實施方式中，提供了鉬復合混合層壓件。所述層壓件具有多個復合材料層。所述層壓件進一步具有在復合材料層之間交織的多個表面處理的鉬箔層。層壓件進一步具有多個粘合劑層，其布置在復合材料層和鉬箔層的相鄰層之間，并且粘合所述相鄰層。
【專利說明】鉬復合混合層壓件和方法
[0001]背景1)【技術領域】
[0002]本公開一般地涉及復合材料和方法，并且更具體涉及用在復合結構比如飛行器、太空船和其他交通工具中的混合(hybrid)復合層壓件和方法。
_3] 2)相關領域描述
[0004]復合結構和部件用于多種應用，包括飛行器、太空船、旋翼機、船舶、汽車、卡車和其他交通工具的制造。尤其，在飛行器構造中，以越來越多的量使用復合結構和部件，以形成機身、機翼、尾翼部分、蒙皮面板和飛行器的其他部件。
[0005]存在制造混合層壓件的已知方法,其結合聚合復合材料，比如，石墨、硼或石墨和硼復合材料的摻混物、與金屬箔材料，比如，鈦。金屬箔材料可添加在聚合復合單向帶的疊板之間。例如，Westre等的美國專利號5，866，272是教導放置鈦箔在聚合復合單向帶的板之間的數個專利之一，通過引用該專利將其并入。
[0006]然而，已知的復合和混合層壓材料可僅僅調節(leverage)處于負荷路徑中的強化纖維而不調節離軸纖維的強度。而且，已知的復合和混合層壓材料可能不能在復合結構中有效提供電流耗散路徑，例如，用于有效防護雷擊。另外，在沒有通過交叉縫合或增加復合結構的厚度等方法改變結構的情況下，已知的復合和混合層壓材料可能無法提供對高沖擊源比如冰雹或鳥沖撞的有效沖擊抗性。進一步，已知的復合和混合層壓材料可能無法提供對高能量熱沖擊源比如激光和X射線的有效熱沖擊抗性。另外，已知的復合和混合層壓材料可能無法提供在飛行器上將分開的結構和電系統結合成單個系統的能力。
[0007]而且，輕量復合設計，比如用于飛行器中的龍骨梁，可需要另外的結構寄生導體，以有效地分散來自雷擊的電流。這種另外的導體可對飛行器增加重量，并且可導致增加的燃油成本和總體成本。已知的復合和混合層壓材料可能無法提供期望的輕量、高性能復合龍骨梁，其可有效傳導電流并且用作雷擊電流返回路徑。
[0008]另外，當在復合或混合復合面板或結構中需要系統穿透、進入路徑和其他非負荷承載區域時，其可能需要墊升(pad-up)疊板(lay up)，以促進負荷在這些區域周圍傳輸。已知的復合和混合層壓材料可用于提供額外的厚度，其可能導致復合結構另外的成本、零件體積和重量。
[0009]而且，由于樹脂的固化動力學引起的熱和溫度不均勻性和控制過多熱能的能力，在當固化熱固性復合材料時是重要的制造問題。固化周期的熱和溫度控制可排除使用一些復合構造。
[0010]進一步，復合結構的修補區域可能需要復合結構厚度的明顯增加，以恢復復合結構至至少其初始強度。這可造成另外的空氣動力學牽引阻力并且也可影響復合結構的外觀。
[0011]進一步，在制造復合零件期間，具有均一橫截面的未固化復合零件的板可在其中具有非均一橫截面的固化的或預固化的復合零件連接至未固化的復合零件的一個或更多個區域起皺。板的這種起皺可能是由于在連接區域處固化的或預固化的復合零件和未固化的復合零件之間的壓力差異。板的這種起皺可導致未固化的復合零件中復合材料的纖維扭曲。
[0012]最后，測定復合結構中裂紋的起始和蔓延在預測復合結構的使用壽命和維修中是重要的。已知的復合和混合層壓件結構通常以某些間隔替換或修補。這種間隔取決于它們的保存性質，其可能導致另外的、潛在不必要的成本增加。
[0013]所以，本領域需要提供優于已知的復合材料和已知的混合復合層壓件和方法的混合復合層壓件和方法。

【發明內容】

[0014]滿足了該混合復合層壓件和方法的需要。如在下面【具體實施方式】中討論的，鑰復合混合層壓件和方法的實施方式可提供優于現有層壓材料、方法和系統的明顯優勢。
[0015]在本公開的實施方式中，提供鑰復合混合層壓件。該層壓件包括多個復合材料層。該層壓件進一步包括在復合材料層之間交織的多個表面處理的鑰箔層。該層壓件進一步包括多個粘合劑層，其布置在復合材料層和鑰箔層的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。
[0016]在本公開的另一實施方式中，提供鑰層壓件疊板。鑰層壓件疊板包括多個復合材料層。鑰層壓件疊板進一步包括多個包含鑰箔的層，其交織在復合材料層之間。每個包含鑰箔的層包括具有表面處理的鑰箔的切除(cutout)部分的復合材料層。鑰層壓件疊板進一步包括多個粘合劑層，其布置在復合材料層和包含鑰箔的層的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。
[0017]在本公開的另一實施方式中，提供形成鑰復合混合層壓件的方法。方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面。該方法進一步包括交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層。該方法進一步包括用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。
[0018]在本公開的另一實施方式中，提供監測復合結構的結構完好的系統。該系統包括復合結構，其包括一個或更多個鑰復合混合層壓件。每個層壓件包括多個復合材料層。層壓件進一步包括在復合材料層之間交織的多個表面處理的鑰箔層。層壓件進一步包括多個粘合劑層，其布置在復合材料層和鑰箔層的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。系統進一步包括連接至一個或更多個層壓件的一個或更多個電傳感器設備。傳感器設備驅動電流通過鑰箔層并且監測通過鑰箔層的電流流動的任何變化，以便經來自一個或更多個電傳感器設備的一個或更多個信號獲得復合結構的結構完好數據。
[0019]在本公開的另一實施方式中，提供使用鑰箔層監測復合結構的結構完好的方法。該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面。該方法進一步包括交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層。該方法進一步包括用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。該方法進一步包括將一個或更多個電傳感器設備連接至一個或更多個層壓件。該方法進一步包括用一個或更多個電傳感器設備驅動電流通過鑰箔層。該方法進一步包括用一個或更多個電傳感器設備監測通過鑰箔層的電流流動的任何變化。該方法進一步包括經來自一個或更多個電傳感器設備的一個或更多個信號獲得復合結構的結構完好數據。[0020]在另一實施方式中，提供使用鑰箔層制造電氣總線進入飛行器結構的方法。該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面。該方法進一步包括交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層用作電氣總線。該方法進一步包括用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。該方法進一步包括制造鑰復合混合層壓件的電氣總線進入飛行器結構。
[0021]在另一實施方式中，提供制造飛行器復合龍骨梁進入飛行器結構用于分散來自雷擊的電流的方法，該方法使用鑰箔層。該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面。該方法進一步包括交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是飛行器復合龍骨梁和電流返回路徑，其分散來自雷擊的電流至飛行器結構。該方法進一步包括用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。該方法進一步包括在飛行器結構中使用鑰復合混合層壓件，以分散來自雷擊的電流至飛行器結構。
[0022]在另一實施方式中，提供使用鑰箔層改進復合結構的雷電衰減的方法。該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面。該方法進一步包括交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是改進復合結構的雷電衰減的電能耗散路徑。該方法進一步包括用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。該方法進一步包括在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以改進復合結構的雷電衰減。
[0023]在另一實施方式中，提供使用鑰箔層改進復合結構的熱沖擊抗性的方法。該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面。該方法進一步包括交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是改進復合結構的熱沖擊抗性的熱穿透屏障和熱能耗散路徑。該方法進一步包括用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。該方法進一步包括在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以改進復合結構的熱沖擊抗性。
[0024]在另一實施方式中，提供使用鑰箔層改進復合結構的固化周期的方法。該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面。該方法進一步包括交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是改進復合結構的固化周期的熱和溫度控制器。該方法進一步包括用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。該方法進一步包括在復合結構中使用鑰復合混合層壓件以改進復合結構的固化周期。
[0025]在另一實施方式中，提供使用鑰箔層改進復合結構的沖擊耐久性的方法。該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面。該方法進一步包括交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是改進復合結構的沖擊耐久性的負荷耗散路徑。該方法進一步包括用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。該方法進一步包括在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以改進復合結構的沖擊耐久性。
[0026]在另一實施方式中，提供使用鑰箔層在復合結構中非負荷承載區域周圍操縱負荷的方法。該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面。該方法進一步包括交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是在復合結構中非負荷承載區域周圍操縱負荷的負荷操縱路徑。該方法進一步包括用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。該方法進一步包括在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以在復合結構中非負荷承載區域周圍操縱負荷。
[0027]在另一實施方式中，提供使用鑰箔層加固復合結構中修補區域和牽引負荷遠離復合結構中修補區域的方法。該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面。該方法進一步包括交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是加固復合結構中修補區域和牽引負荷遠離復合結構中修補區域的加固部件和負荷牽引路徑。該方法進一步包括用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。該方法進一步包括在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以加固復合結構中修補區域和牽引負荷遠離復合結構中修補區域。
[0028]在另一實施方式中，提供使用鑰箔層減輕復合結構中纖維扭曲的方法。該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面。該方法進一步包括交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是減輕復合結構中纖維扭曲的纖維穩定器。該方法進一步包括用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。該方法進一步包括在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以減輕復合結構中纖維扭曲。
[0029]總之，根據本發明的一個方面，提供了包括多個復合材料層的鑰復合混合層壓件；在復合材料層之間交織的多個表面處理的鑰箔層；和多個粘合劑層，其布置在復合材料層和鑰箔層的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。
[0030]有利地，層壓件，其中復合材料層包括纖維加固的聚合材料。
[0031]有利地，層壓件，其中表面處理的鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度。
[0032]有利地，層壓件，其中層壓件用在復合結構中和改進復合結構中的屈服強度。
[0033]有利地，層壓件，其中復合結構包括飛行器復合結構。
[0034]有利地，層壓件，其中鑰箔層具有足夠的強度、足夠的剛度和足夠的電導率，以確保鑰箔層能夠用作飛行器龍骨梁和電流返回路徑，用于分散來自雷擊的電流至飛行器復合結構。
[0035]有利地，層壓件，其中鑰箔層被表面處理，以改進鑰箔層和相鄰復合材料層之間的粘合。
[0036]有利地，層壓件，其中鑰箔層經選自下述的一種或更多種表面處理而被表面處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、化學清潔、激光燒蝕和化學蝕刻。
[0037]有利地，層壓件，其中兩個或更多個復合材料層每個具有表面處理的鑰箔的切除部分，并且切除部分具有交錯的內邊緣，以防止兩個或更多個內邊緣的疊加，以便提供改進的負荷分布。
[0038]有利地，層壓件，其中鑰箔層具有足夠的電導率以確保鑰箔層能夠用作復合飛行器結構的電氣總線。
[0039]有利地，層壓件，其中將層壓件連接至一個或更多個電傳感器設備，其驅動電流通過鑰箔層并且監測通過鑰箔層的電流流動的任何變化，以便獲得復合結構的結構完好數據。
[0040]有利地，層壓件，其中鑰箔層具有足夠的電導率和足夠的熱導率，以確保鑰箔層能夠用作改進復合結構的雷電衰減的電能耗散路徑。
[0041]有利地，層壓件，其中鑰箔層具有足夠的熔點和足夠的熱導率，其確保鑰箔層能夠用作改進復合結構的熱沖擊抗性的熱穿透屏障和熱能耗散路徑。
[0042]有利地，層壓件，其中鑰箔層具有足夠的熱導率，以確保鑰箔層能夠用作改進復合結構的固化周期的熱和溫度控制器。
[0043]有利地，層壓件，其中鑰箔層具有足夠的剛度和足夠的強度，以確保鑰箔層能夠用作改進復合結構的沖擊耐久性的負荷耗散路徑。
[0044]有利地，層壓件，其中鑰箔層具有足夠的剛度和足夠的強度，以確保鑰箔層能夠用作在復合結構中非負荷承載區域周圍操縱負荷的負荷操縱路徑。
[0045]有利地，層壓件，其中鑰箔層具有足夠的剛度和足夠的強度，以確保鑰箔層能夠用作加固部件和負荷牽引路徑，以加固復合結構中修補區域和牽引負荷遠離復合結構中修補區域。
[0046]有利地，層壓件，其中鑰箔層具有足夠的剛度和足夠的強度，以確保鑰箔層能夠用作減輕復合結構中纖維扭曲的纖維穩定器。
[0047]根據本發明的另一方面，提供鑰層壓件疊板，其包括多個復合材料層；多個包含鑰箔的層，其交織在復合材料層之間，每個包含鑰箔的層包括具有表面處理的鑰箔的切除部分的復合材料層；和多個粘合劑層，其布置在復合材料層和包含鑰箔的層的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。
[0048]有利地，層壓件，其中多個包含鑰箔的層具有帶有交錯內邊緣的切除部分，以防止兩個或更多個內邊緣的疊加，以便通過鑰箔提供改進的負荷分布。
[0049]有利地，層壓件進一步包括鄰近一個或更多個復合材料層和包含鑰箔的層的一個或更多個表面處理的鑰箔層。
[0050]有利地，層壓件，其中相鄰的復合材料層和包含鑰箔的層不以相同的角度定向。
[0051]根據本發明的進一步方面，提供形成鑰復合混合層壓件的方法，該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面；交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層；和用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。
[0052]有利地，方法進一步包括在復合結構中使用鑰復合混合層壓件。
[0053]有利地，方法進一步包括在在復合結構中使用層壓件之后，將層壓件連接至一個或更多個電傳感器設備，以便驅動電流通過鑰箔層，監測通過鑰箔層的電流流動的任何變化，和獲得復合結構的結構完好數據。
[0054]有利地，方法，其中表面處理的鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度。
[0055]有利地，方法，其中交織和粘合進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層和復合材料層中的一個或更多個。
[0056]有利地，方法，其中處理鑰箔層的表面包括選自下述的一種或更多種表面處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔和化學蝕刻。
[0057]有利地，方法，其中兩個或更多個復合材料層每個具有表面處理的鑰箔的切除部分，和其中方法進一步包括交錯切除部分的內邊緣，以防止兩個或更多個內邊緣的疊加，以便通過鑰箔提供改進的負荷分布。
[0058]有利地，方法，其中復合材料層包括纖維加固的聚合材料。
[0059]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的電導率，以確保鑰箔層能夠用作復合飛行器結構的電氣總線。
[0060]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的強度、足夠的剛度和足夠的電導率，以確保鑰箔層能夠用作飛行器龍骨梁和電流返回路徑，用于分散來自雷擊的電流至復合結構，其中復合結構是飛行器結構。
[0061]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的電導率和足夠的熱導率，以確保鑰箔層能夠用作改進復合結構的雷電衰減的電能耗散路徑。
[0062]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的熔點和足夠的熱導率，其確保鑰箔層能夠用作改進復合結構的熱沖擊抗性的熱穿透屏障和熱能耗散路徑。
[0063]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的熱導率，以確保鑰箔層能夠用作改進復合結構的固化周期的熱和溫度控制器。
[0064]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度和足夠的強度，以確保鑰箔層能夠用作改進復合結構的沖擊耐久性的負荷耗散路徑。
[0065]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度和足夠的強度，以確保鑰箔層能夠用作在復合結構中非負荷承載區域周圍操縱負荷的負荷操縱路徑。
[0066]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度和足夠的強度，以確保鑰箔層能夠用作加固部件和負荷牽引路徑，以加固復合結構中修補區域和牽引負荷遠離復合結構中修補區域。
[0067]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度和足夠的強度，以確保鑰箔層能夠用作減輕復合結構中纖維扭曲的纖維穩定器。
[0068]根據本發明的仍進一步的方面，提供30監測復合結構的結構完好的系統，該系統包括復合結構，其包括一個或更多個鑰復合混合層壓件，每個層壓件包括多個復合材料層；在復合材料層之間交織的多個表面處理的鑰箔層；和多個粘合劑層，其布置在復合材料層和鑰箔層的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層，和，連接至一個或更多個層壓件的一個或更多個電傳感器設備，該傳感器設備驅動電流通過鑰箔層和監測通過鑰箔層的電流流動的任何變化，以便經來自一個或更多個傳感器設備的一個或更多個信號獲得復合結構的結構完好數據。
[0069]有利地，系統，其中鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度，鑰箔層彼此分開和進一步具有足夠的電導率以確保鑰箔層能夠用作電氣總線。
[0070]有利地，系統，其中結構完好數據選自下述的一個或更多個:雷擊檢測、結構裂紋的起始、結構裂紋的蔓延、潛在的劣化、實際的劣化和經全部或部分電流中斷檢測的結構完好數據。
[0071]有利地，系統，其中復合結構包括飛行器結構。[0072]根據本發明的另一方面，提供使用鑰箔層監測復合結構的結構完好的方法，該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面；交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層；用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件；將一個或更多個電傳感器設備連接至一個或更多個層壓件；用一個或更多個電傳感器設備驅動電流通過鑰箔層；用一個或更多個電傳感器設備監測通過鑰箔層的電流流動的任何變化；和，經來自一個或更多個電傳感器設備的一個或更多個信號獲得復合結構的結構完好數據。
[0073]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度，鑰箔層彼此分開和進一步具有足夠的電導率以確保鑰箔層能夠用作電氣總線。
[0074]有利地，方法，其中結構完好數據選自下述的一個或更多個:雷擊檢測、結構裂紋的起始、結構裂紋的蔓延、潛在的劣化、實際的劣化和經全部或部分電流中斷檢測的結構完好數據。
[0075]有利地，方法，其中復合結構包括飛行器結構。
[0076]根據本發明的仍另一方面，提供使用鑰箔層制造電氣總線進入飛行器結構的方法，該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面；交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層用作電氣總線；用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件；和制造鑰復合混合層壓件的電氣總線進入飛行器結構。
[0077]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度，鑰箔層彼此分開和進一步具有足夠的電導率，以確保鑰箔層能夠用作飛行器結構中的電氣總線，產生總體重量減輕的飛行器結構。
[0078]有利地，方法，其中交織和粘合進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層和復合材料層中的一個或更多個。
[0079]有利地，方法，其中處理鑰箔層的表面包括選自下述的一種或更多種表面處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔和化學蝕刻。
[0080]根據仍本發明的另一方面，提供制造飛行器復合龍骨梁進入飛行器結構用于分散來自雷擊的電流的方法，該方法使用鑰箔層，該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面；交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是飛行器復合龍骨梁和電流返回路徑，其分散來自雷擊的電流至飛行器結構；用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件；和在飛行器結構中使用鑰復合混合層壓件，以分散來自雷擊的電流至飛行器結構。
[0081]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度，和鑰箔層進一步具有足夠的強度、足夠的剛度和足夠的電導率，以確保鑰箔層能夠用作飛行器龍骨梁和電流返回路徑，用于分散來自雷擊的電流至飛行器結構。
[0082]有利地，方法，其中交織和粘合進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層和復合材料層中的一個或更多個。[0083]有利地，方法，其中處理鑰箔層的表面包括選自下述的一種或更多種表面處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔和化學蝕刻。
[0084]根據本發明的仍另一方面，提供使用鑰箔層改進復合結構的雷電衰減的方法，該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面；交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是改進復合結構的雷電衰減的電能耗散路徑；用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件；和在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以改進復合結構的雷電衰減。
[0085]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度，和鑰箔層進一步具有足夠的電導率和足夠的熱導率，以確保鑰箔層能夠用作改進復合結構的雷電衰減的電能耗散路徑。
[0086]有利地，方法，其中交織和粘合進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層和復合材料層中的一個或更多個。
[0087]有利地，方法，其中處理鑰箔層的表面包括選自下述的一種或更多種表面處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔和化學蝕刻。
[0088]根據本發明的另外方面，提供使用鑰箔層改進復合結構的熱沖擊抗性的方法，該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面；交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是改進復合結構的熱沖擊抗性的熱穿透屏障和熱能耗散路徑；用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件；和在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以改進復合結構的熱沖擊抗性。
[0089]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度，和鑰箔層進一步具有足夠的熔點和足夠的熱導率，以確保鑰箔層能夠用作改進復合結構的熱沖擊抗性的熱穿透屏障和熱能耗散路徑。
[0090]有利地，方法，其中交織和粘合進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層和復合材料層中的一個或更多個。
[0091]有利地，方法，其中處理鑰箔層的表面包括選自下述的一種或更多種表面處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔和化學蝕刻。
[0092]根據本發明另一另外的方面，提供使用鑰箔層改進復合結構的固化周期的方法，該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面；交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是改進復合結構的固化周期的熱和溫度控制器；用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件；和在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以改進復合結構的固化周期。
[0093]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度，和鑰箔層進一步具有足夠的熱導率，以確保鑰箔層能夠用作改進復合結構的固化周期的熱和溫度控制器。
[0094]有利地，方法，其中交織和粘合進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層和復合材料層中的一個或更多個。
[0095]有利地，方法，其中處理鑰箔層的表面包括選自下述的一種或更多種表面處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔和化學蝕刻。
[0096]有利地，方法，其中鑰箔層用作熱和溫度控制器，以改進選自下述的固化周期特征:固化周期長度、固化周期熱校平(thermal leveling)、固化周期溫度校平、固化周期熱控制和固化周期溫度控制。
[0097]根據本發明的仍另一另外的方面，提供使用鑰箔層改進復合結構的沖擊耐久性的方法，該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面；交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是改進復合結構的沖擊耐久性的負荷耗散路徑；用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件；和在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以改進復合結構的沖擊耐久性。
[0098]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度，和鑰箔層進一步具有足夠的剛度和足夠的強度，以確保鑰箔層能夠用作改進復合結構的沖擊耐久性的負荷耗散路徑。
[0099]有利地，方法，其中交織和粘合進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層和復合材料層中的一個或更多個。
[0100]有利地，方法，其中處理鑰箔層的表面包括選自下述的一種或更多種表面處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔和化學蝕刻。
[0101]有利地，方法，其中復合結構包括飛行器，和進一步其中鑰箔層改進對包括冰雹沖撞和鳥沖撞的沖擊損傷的抗性。
[0102]根據本發明的仍另一另外的方面，提供使用鑰箔層在復合結構中非負荷承載區域周圍操縱負荷的方法，該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面；交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是在復合結構中非負荷承載區域周圍操縱負荷的負荷操縱路徑；用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件；和在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以在復合結構中非負荷承載區域周圍操縱負荷。
[0103]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度，和鑰箔層進一步具有足夠的剛度和足夠的強度，以確保鑰箔層能夠用作在復合結構中非負荷承載區域周圍操縱負荷的負荷操縱路徑。
[0104]有利地，方法，其中交織和粘合進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層和復合材料層中的一個或更多個。
[0105]有利地，方法，其中處理鑰箔層的表面包括選自下述的一種或更多種表面處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔和化學蝕刻。
[0106]有利地，方法，其中非負荷承載區域選自:進入孔、檢查口(access panel)和系統穿透。[0107]根據本發明又另一另外的方面，提供使用鑰箔層加固復合結構中修補區域和牽引負荷遠離復合結構中修補區域的方法，該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面；交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是加固復合結構中修補區域和牽引負荷遠離復合結構中修補區域的加固部件和負荷牽引路徑；用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件；和在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以加固復合結構中修補區域和牽引負荷遠離復合結構中修補區域。
[0108]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度，和鑰箔層進一步具有足夠的剛度和足夠的強度，以確保鑰箔層加固復合結構中修補區域和牽引負荷遠離復合結構中修補區域。
[0109]有利地，方法，其中交織和粘合進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層和復合材料層中的一個或更多個。
[0110]有利地，方法，其中處理鑰箔層的表面包括選自下述的一種或更多種表面處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔和化學蝕刻。
[0111]有利地,方法,其中修補區域選自:補片修補區域、嵌接(scarf)修補區域、孔、弱化的區域和損傷的區域。
[0112]根據本發明的又另一另外的方面，提供使用鑰箔層減輕復合結構中纖維扭曲的方法，該方法包括處理多個鑰箔層的每個的表面；交織表面處理的鑰箔層與多個復合材料層，鑰箔層是減輕復合結構中纖維扭曲的纖維穩定器；用粘合劑層將每個表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件；和在復合結構中使用鑰復合混合層壓件，以減輕復合結構中的纖維扭曲。
[0113]有利地，方法，其中鑰箔層具有足夠的剛度，以經鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度，和鑰箔層進一步具有足夠的剛度和足夠的強度，以確保鑰箔層能夠用作減輕復合結構中纖維扭曲的纖維穩定器。
[0114]有利地，方法，其中交織和粘合進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層和復合材料層中的一個或更多個。
[0115]有利地，方法，其中處理鑰箔層的表面包括選自下述的一種或更多種表面處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔和化學蝕刻。
[0116]已經討論的特征、功能和優勢可在本公開的各種實施方式中獨立地實現，或可在仍其他實施方式結合，其進一步的細節可參考下述說明書和附圖。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0117]結合圖解優選的和示例性的實施方式的附圖，參考下列【具體實施方式】可更好地理解本公開，但是附圖沒必要按照比例繪制，其中:
[0118]圖1是可并入本公開的鑰復合混合層壓件的一個或更多個優勢實施方式的飛行器透視圖的圖解；
[0119]圖2是飛行器生產和使用方法學的流程圖的圖解；
[0120]圖3是飛行器功能塊圖的圖解；[0121]圖4是本公開的鑰復合混合層壓件的一種實施方式的功能塊圖的圖解；
[0122]圖5是本公開的鑰層壓件疊板的一種實施方式的等距局部截面圖的圖解；
[0123]圖6是本公開的鑰層壓件疊板的另一實施方式的側橫截面視圖；
[0124]圖7是通過表面處理的鑰箔層中的泊松效應調節的離軸纖維的示意圖的圖解；
[0125]圖8是本公開的鑰復合混合層壓件的一種實施方式的示意圖的圖解，其中鑰箔層用作電氣總線；
[0126]圖9是本公開的鑰復合混合層壓件的另一實施方式的示意圖的圖解，其中鑰箔層用作改進雷電衰減的電能耗散路徑；
[0127]圖10是本公開的鑰復合混合層壓件的另一實施方式的示意圖的圖解，其中鑰箔層用作改進熱沖擊抗性的熱穿透屏障和熱能耗散路徑；
[0128]圖11是本公開的鑰復合混合層壓件的另一實施方式的示意圖的圖解，其中鑰箔層用作改進沖擊耐久性的負荷耗散路徑；
[0129]圖12A是本公開的鑰復合混合層壓件的另一實施方式的示意圖的圖解，其中鑰箔層用作非負荷承載區域的負荷操縱路徑；
[0130]圖12B是沿著圖12A的線12B-12B取的截面示意圖的圖解；
[0131]圖13是本公開的鑰復合混合層壓件的另一實施方式的示意圖的圖解，其中鑰箔層用作改進固化周期的熱和溫度控制器；
[0132]圖14A是本公開的鑰復合混合層壓件的另一實施方式的示意圖的圖解，其中鑰箔層用作補片修補區域的加固部件和負荷牽引路徑；
[0133]圖14B是沿著圖14A的線14B-14B取的截面示意圖的圖解；
[0134]圖14C是本公開的鑰復合混合層壓件的另一實施方式的示意圖的圖解，其中鑰箔層用作嵌接修補區域的加固部件和負荷牽引路徑；
[0135]圖14D是沿著圖14C的線14D-14D取的截面示意圖的圖解；
[0136]圖15是本公開的鑰復合混合層壓件的另一實施方式的示意圖的圖解，其中鑰箔層用作分散來自雷擊的電流的飛行器復合龍骨梁和電流返回路徑；
[0137]圖16是本公開的監測復合結構的結構完好的系統的一種示例性實施方式的功能塊圖的圖解；
[0138]圖17是具有纖維扭曲區域的復合結構的示意圖的圖解；
[0139]圖18是本公開的鑰復合混合層壓件的另一實施方式的示意圖的圖解，其中鑰箔層用作纖維穩定器；和，
[0140]圖19-29是圖解本公開方法的示例性實施方式的流程圖。
【具體實施方式】
[0141]現將參考附圖，下文更充分描述公開的實施方式，其中顯示了一些，但不是所有的公開的實施方式。實際上，可提供數個不同實施方式并且不應解釋為限于本文圖解的實施方式。而是，提供這些實施方式從而本公開將是全面的和完整的，并且將向本領域技術人員充分傳達本公開的范圍。
[0142]現參考圖，圖1是示例性飛行器結構10的透視圖的圖解，其可并入本公開的鑰復合混合層壓件100 (見圖4)的一個或更多個優勢實施方式。如圖1所顯示，飛行器結構10包括機身12、機頭14、駕駛室16、可操作地連接至機身12的機翼18、一個或更多個推進單元20、尾部垂直安定面22、一個或更多個尾部水平安定面24和一個或更多個龍骨梁26。飛行器10結構可由復合和/或金屬材料制造，其可用在飛行器結構10的這些部分上，包括但不限于機身12、機頭14、機翼18、尾部垂直安定面22、一個或更多個尾部水平安定面24和一個或更多個龍骨梁26。盡管顯示在圖1中的飛行器10通常是商用客機的代表，但是鑰復合混合層壓件100，如本文公開的，也可用于其他類型的飛行器。更具體而言，公開的實施方式的教導可應用于其他客機、貨機、軍用機、旋翼機和其他類型的飛行器或空中交通工具，以及航空交通工具、衛星、空間發射交通工具、火箭和其他航空交通工具。也可認識到，根據本公開的方法、系統和裝置的實施方式可用于其他交通工具，比如船和其他船舶、火車、汽車、卡車和公共汽車。
[0143]圖2是飛行器生產和使用方法學30的流程圖的圖解。圖3是飛行器50的功能塊圖的圖解。參看圖2-3，本公開的實施方式可在如圖2所顯示的飛行器制造和使用方法30和如圖3所顯示的飛行器50的背景中描述。在生產前期間，示例性方法30可包括飛行器50的規格和設計32以及材料獲取34。生產期間，進行飛行器50的組件和子部件制造36和系統整合38。其后，飛行器50可經歷發照和交付40以便投入使用42。當由客戶使用42時，飛行器50按規定常規維修和保養44 (其也可包括改裝、重新配置、翻新等)。
[0144]方法30的每個過程可通過系統集成者、第三方和/或操作人員(例如，客戶)實施或進行。為了該說明書的目的，系統集成者可包括但不限于任何數量的飛行器制造商和主要系統轉包商；第三方可包括但不限于任何數量的賣主、轉包商和供應商；并且操作人員可以是航空公司、租賃公司、軍事實體、服務組織等。
[0145]如圖3所顯示，通過示例性方法30生產的飛行器50可包括具有多個系統54的機體52和內部56。機體52可并入本公開的鑰復合混合層壓件100 (見圖4)的一個或更多個優勢實施方式。高-水平系統54的例子包括推進系統58、電力系統60、液壓系統62和環境系統64的一個或更多個。可包括任何數量的其他系統。盡管顯示了航空例子，但是本發明的原理可應用于其他工業，比如汽車工業。
[0146]本文具體化的裝置和方法可在生產和使用方法30的任何一個或更多個階段期間使用。例如，對應生產過程36的組件或子部件可以以與生產飛行器50使用42時的組件或子部件類似的方式制造或加工。而且，一個或更多個裝置實施方式、方法實施方式或其組合可在生產階段36和38期間使用，例如，通過大大加速飛行器50的組裝或降低成本。類似地，一個或更多個裝置實施方式、方法實施方式或其組合可當飛行器50使用42時使用，例如，但不限于維修和保養44。
[0147]圖4是本公開的鑰復合混合層壓件100的一種實施方式的功能塊圖的圖解。如圖4所顯示，提供了鑰復合混合層壓件100，以改進復合結構104的屈服強度102。鑰復合混合層壓件100包括多個復合材料層106。每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108。纖維加固的聚合材料108優選在樹脂基質114(見圖7)中包括離軸纖維110 (見圖7)和基本上平行的纖維152 (見圖7)。離軸纖維110和基本上平行的纖維152優選包括布置在樹脂基質114中的高模數強化纖維112。高模數強化纖維112可由包括下述的材料制造:石墨、玻璃、碳、硼、陶瓷、芳族聚酰胺、聚烯烴、聚乙烯、聚合物、碳化鎢或其他適當的材料。樹脂基質114可由包括下述的樹脂材料制造:熱固性樹脂，比如環氧樹脂和聚酯；熱塑性樹脂，比如聚酰胺、聚烯烴和氟聚合物；具有熱固性樹脂和熱塑性樹脂二者性質的混合聚合物樹脂；或其他適當的樹脂材料。離軸纖維110和基本上平行的纖維152優選具有范圍為約500KSI (千磅每平方英寸)至約1000KSI的纖維拉伸強度116。離軸纖維110和基本上平行的纖維152優選具有范圍為約32MSI (百萬磅每平方英寸)至約100MSI的纖維剛度118。離軸纖維110和基本上平行的纖維152優選具有范圍為初始纖維長度的約0.1%至約
0.5%或更大的纖維伸長120。每個復合材料層106優選具有范圍為從約Imil至約20mils的厚度。更優選地，每個復合材料層106具有范圍為從約4mils至約8mils的厚度。
[0148]鑰復合混合層壓件100進一步包括多個表面處理的鑰箔層122，其交織在復合材料層106之間。每個表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124，以經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110的纖維拉伸強度116和纖維剛度118。為了該公開的目的，“泊松效應”意思是在物體上壓縮負荷具有的雙重效應，即，壓縮使得物體在壓縮負荷方向變得更短和橫向變得更寬。對于每種不同類型的材料，存在軸向的應變與橫向的應變特定的比，并且這稱為“泊松比”。鑰剛度124包括47MSI (百萬磅每平方英寸)。表面處理的鑰箔層122的高鑰剛度124使得表面處理的鑰箔層122通過表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節纖維加固的聚合材料108中離軸纖維110的纖維拉伸強度116和纖維剛度118，并且防止纖維加固的聚合材料108中離軸纖維110和基本上平行的纖維152壓縮時的彎曲。
[0149]圖7是通過表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節的離軸纖維110的示意圖的圖解。圖7顯示在樹脂基質114中包括高模數強化纖維112的離軸纖維110，并且顯示在樹脂基質114中和負荷路徑154的方向D中基本上平行的纖維152。鑰復合混合層壓件100的設計確保調節在負荷路徑154的方向D上布置的基本上平行的纖維152的強度，并且表面處理的鑰箔層122確保調節離軸纖維110的纖維拉伸強度116和纖維剛度118。另外，表面處理的鑰箔層122可受約束并且可能不以標準泊松效果方式作用。而且，在表面處理的鑰箔層122中存在三軸負荷狀態，即，在所有三個方向X、y和z有明顯施加的應力的狀態，以增加表面處理的鑰箔層122的實際屈服點或屈服強度，這取決于表面處理的鑰箔層122的粘合強度。增加實際屈服點或屈服強度確保通過粘合施加至鑰箔的另外的z粘合。
[0150]如圖4所顯示，每個表面處理的鑰箔層122進一步具有鑰強度126。優選地，鑰強度126范圍為約125KSI (千磅每平方英寸)至約160KSI。如圖4所顯示，每個表面處理的鑰箔層122進一步具有鑰電導率128。優選地，鑰電導率128是約17.9 X 106l/0hm-m(0hm-米)。如圖4所顯示，每個表面處理的鑰箔層122進一步具有鑰熱導率130。優選地，鑰熱導率130是約138W HT1K' (瓦特每米開爾文)。如圖4所顯示，每個表面處理的鑰箔層122進一步具有鑰熔點132。每個表面處理的鑰箔層122優選具有范圍為從約Imil至約40mil的厚度。
[0151]表面處理的鑰箔層122優選被表面處理，以改進表面處理的鑰箔層122界面與相鄰復合材料層106之間的粘合。表面處理的鑰箔層122優選地經包括下述的一種或更多種表面處理被表面處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、化學清潔、化學蝕刻、激光燒蝕或另一適當的表面處理。可用的表面處理方法描述在例如，美國專利號3，959，091 ;3，989，876 ;4，473, 446 ;和6，037，060中，其所有通過引用并入本文。[0152]鑰復合混合層壓件100進一步包括多個粘合劑層134，其布置在復合材料層106和表面處理的鑰箔層122的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。粘合劑層134優選地包括由下述材料制造的粘合劑，所述材料比如熱固性環氧樹脂粘合劑、環氧粘合劑、熱塑性粘合劑、聚酰亞胺粘合劑、雙馬來酰亞胺粘合劑、聚氨酯粘合劑、韌化丙烯酸粘合劑或另一適當的粘合劑。每個粘合劑層134優選地具有范圍從約0.5mil至約2.0mil的厚度。優選地，粘合劑層134提供最少的粘合劑以濕潤鑰箔層122的表面125a或125b (見圖6)，以促進與相鄰復合材料層106粘合。
[0153]鑰復合混合層壓件100用于復合結構104中并且改進復合結構104中的屈服強度102(見圖4)。復合結構104可包括飛行器結構10 (見圖1)或另一適當的復合結構。鑰復合混合層壓件100優選地設計用于低溫應用，比如小于約500華氏度的溫度。示例性低溫應用可包括使用鑰復合混合層壓件100用于遠離一個或更多個推進單元20(見圖1)比如飛行器噴氣發動機布置的次音速飛行器蒙皮和子結構。
[0154]圖5是本公開鑰層壓件疊板101的一種實施方式的等距局部截面圖的圖解。如圖5所顯示，鑰層壓件疊板101包括多個復合材料層106和多個包含鑰箔的層146，其交織在復合材料層106之間。每個復合材料層106，如上詳細討論的，優選包括纖維加固的聚合材料108。每個包含鑰箔的層146包括復合材料層106，優選包括纖維加固的聚合材料108，其中復合材料層106可具有可被表面處理的鑰箔123的切除部分144。如在圖5中進一步顯示，鑰層壓件疊板101進一步包括粘合劑層134，其布置在復合材料層106和交接的包含鑰箔的層146的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。鑰層壓件疊板101可進一步包括鄰近一個或更多個復合材料層106和/或鄰近一個或更多個包含鑰箔的層146的一種或更多種表面處理的鑰箔層122。如圖5所顯示，表面處理的鑰箔層122鄰近復合材料層106并且用粘合劑層134粘合至復合材料層106。
[0155]如圖5所顯示，鑰層壓件疊板101的每個薄層或板136具有空間上分開并且延長至末端邊緣142的第一面138和第二面140。如在圖5中進一步顯示，在需要用表面處理的鑰箔123具體加固的鑰層壓件疊板101的區域中，切除部分144可在包含鑰箔的層146中形成。切除部分144可如下形成，例如通過移除復合材料層106上至內邊緣148 (見圖5)，或通過鋪設復合材料層106上至內邊緣148，留下形成的切除部分144。形成切除部分144適當的鋪設設備可包括，例如，已知的輪廓帶狀鋪設機(CTLM)(未顯示)，比如由CincinnatiMachine, Inc.0f Cincinnati, Ohi0.制造的那些。包含鑰箔的層146可然后用表面處理的鑰箔123完成，以基本上填充每個切除部分144。包含鑰箔的層146包括在第一面138和第二面140之間延伸并且具有限定切除部分144的內邊緣148的復合材料層106。包含鑰箔的層146進一步包括表面處理的鑰箔123，其在第一面138和第二面140之間基本上從內邊緣148延伸，填充切除部分144。
[0156]如在圖5中進一步顯示，其中多個包含鑰箔的層146被中斷，切除部分144的內邊緣148可被交錯，以便防止兩個或更多個內邊緣148的疊加，從而通過表面處理的鑰箔123提供改進的負荷分布。切除部分144的交錯內邊緣148也可能最小化或消除可發生在表面處理的鑰箔123末端的可能的樹脂積聚。交織表面處理的鑰箔123，以及用根據本公開的表面處理的鑰箔123中斷單個包含鑰箔的層146中的復合材料層106可產生所得鑰層壓件疊板101中的不同性質。[0157]圖6是本公開的鑰層壓件疊板150的另一實施方式的側橫截面視圖。如圖6所顯不，在一個具體的實施方式中，復合材料層106和包含鑰箔的層146可以以下述角度定向:近似_45(負四十五)度、近似+45(正四十五)度、近似0(零)度或近似90 (九十)度。每個包含鑰箔的層146包括具有表面處理的鑰箔123的切除部分144的復合材料層106。就鑰層壓件疊板150，以及鑰層壓件疊板101而言(見圖5)，優選沒有兩個相鄰層以相同角度定向，即，相鄰復合材料層106和包含鑰箔的層146不以相同的角度定向，相鄰復合材料層106和表面處理的鑰箔層122不以相同的角度定向，并且相鄰包含鑰箔的層146和表面處理的鑰箔層122不以相同的角度定向。
[0158]在本公開的另一實施方式中，提供了鑰復合混合層壓件100，其具有用作復合結構104(見圖4)比如飛行器結構10(見圖1)中電氣總線160(見圖8)的鑰箔層122。圖8是本公開鑰復合混合層壓件100的一種實施方式的示意圖的圖解，其中表面處理的鑰箔層122用作電氣總線160。為了該應用的目的，電氣總線意思是飛行器電系統中的分布點，自該點電負荷獲得它們的電能。表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰電導率128(見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122能夠用作電氣總線160，用于將分開結構和電系統(未顯示)集成為單個系統158 (見圖8)，用于復合結構104 (見圖4)比如飛行器結構10 (見圖1)，產生總體重量減輕的飛行器結構10。
[0159]如上討論，鑰復合混合層壓件100包括多個復合材料層106 (見圖8)。每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108 (見圖4)。優選地，復合材料層106包括石墨/樹脂基材料層164 (見圖8)。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個表面處理的鑰箔層122 (見圖8)，其在復合材料層106之間交織(見圖8)。表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124(見圖4)，以經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。鑰復合混合層壓件100層壓件進一步包括多個粘合劑層134 (見圖8)，其布置在復合材料層106和表面處理的鑰箔層122的相鄰層之間，并且粘合相鄰層。
[0160]在該實施方式中，優選地，表面處理的鑰箔層122彼此分開并且具有足夠的鑰電導率128 (見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122能夠作為電氣總線160實施。鑰是卓越的電導體。就是這種低電阻特征使得表面處理的鑰箔層122用作卓越的電氣總線，用于在復合結構104(見圖4)比如飛行器結構10 (見圖1)上寬范圍的電應用。優選地，鑰復合混合層壓件100在復合結構104中包括多個表面處理的鑰箔層122，并且因此，許多不連續導體可以是可用的。每個表面處理的鑰箔層122可包括彼此電分開的條帶，并且每個這些層或條帶可用作分開電路的單獨電路臂162(見圖8)。當需要分開的電路時，粘合劑層134(見圖8)可用作表面處理的鑰箔層122的電絕緣層166 (見圖8)。隨著電流流動172 (見圖8)移動通過單個系統158 (見圖8)，電流(I) 170 (見圖8)可由表面處理的鑰箔層122的單獨層傳導。該實施方式可將電系統的電要求和結構系統的結構要求集成為單個系統158，導致明顯的重量節省。
[0161]在另一實施方式中，提供使用鑰箔層122(見圖8)制造電氣總線160(見圖8)進入復合結構104 (見圖4)，比如飛行器結構10 (見圖1)的方法430。圖21是圖解制造電氣總線160的方法430的一種示例性實施方式的流程圖。方法430包括處理多個鑰箔層122的每個的表面125a或125b (見圖6)的步驟432。處理鑰箔層122的表面125a或125b可包括一種或更多種表面處理，包括溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔、化學蝕刻或另一適當的表面處理。
[0162]方法430進一步包括交織表面處理的鑰箔層122與多個復合材料層106 (見圖8)的步驟434。鑰箔層122用作電氣總線160 (見圖8)。鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)，以經鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110(見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。鑰箔層122優選彼此分開和進一步具有足夠的鑰電導率128(見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作飛行器結構10中的電氣總線160。電氣總線160可將分開結構和電系統集成為飛行器結構10中的單個系統158(見圖8)，從而產生總體重量減輕的飛行器結構10。
[0163]方法430進一步包括用粘合劑層134(見圖8)將每個表面處理的鑰箔層122粘合至相鄰復合材料層106，以形成具有改進的屈服強度102 (見圖4)的鑰復合混合層壓件100 (見圖8)的步驟436。交織步驟434和粘合步驟436可進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層122和復合材料層106中的一個或更多個。方法430進一步包括制造鑰復合混合層壓件100的電氣總線160進入飛行器結構10的步驟438。
[0164]在本公開的另一實施方式中，提供系統250(見圖16)，用于監測復合結構104的(見圖16)的結構完好。圖16是監測復合結構104的結構完好的系統250的一種示例性實施方式的功能塊圖的圖解。如圖16所顯示，系統250包括復合結構104，優選飛行器10 (見圖1)，其包括一個或更多個鑰復合混合層壓件100。如圖16所顯示，每個鑰復合混合層壓件100包括多個復合材料層106，每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108。如圖16所顯示，鑰復合混合層壓件100進一步包括多個表面處理的鑰箔層122，其交織在復合材料層106之間。表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)，以經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116(見圖4)和纖維剛度(見圖4)。表面處理的鑰箔層122彼此分開并且具有足夠的鑰電導率128(見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122能夠作為電氣總線160(見圖16)實施。如圖16所顯示，鑰復合混合層壓件100進一步包括多個粘合劑層134，其布置在復合材料層106和表面處理的鑰箔層122的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。
[0165]在該實施方式中，如圖16所顯示，系統250進一步包括連接至一個或更多個鑰復合混合層壓件100的一個或更多個電傳感器設備168。電傳感器設備168驅動電流170(見圖16)通過表面處理的鑰箔層122并且監測通過表面處理的鑰箔層122的電流流動172 (見圖16)的任何變化，以便經來自一個或更多個電傳感器設備168的一個或更多個信號252(見圖16)獲得復合結構104的結構完好數據254(見圖16)。這種結構完好數據254可包括雷擊檢測、結構裂紋的起始、結構裂紋的蔓延、潛在的劣化、和實際的劣化、或可經全部或部分電流中斷檢測的其他適當的結構完好數據。
[0166]鑰箔為復合疊板提供增強的機械性質。另外，高鑰電導率128使得鑰也能夠作為電氣總線160(見圖16)良好實施。每個表面處理的鑰箔層122可包括彼此電分開的條帶。每個這些層或條帶可用作分開電路的單獨電路臂162(見圖16)。另外，在表面處理的鑰箔122的這些電路中流動的電流170可被監測用于任何潛在劣化的證據。
[0167]表面處理的鑰箔122的每個電路的電阻可被監測以提供堅固(sound)結構的證據。如果電阻或信號252變化，則這可提供關于復合結構104堅固性的數據。由于實際得到關于復合結構104堅固性的結構完好數據254或信息，而不是僅僅依賴于常規的維修，該信息可潛在地允許復合結構104比如飛行器結構10(見圖1)更大的使用周期，和飛行器結構10更長的使用時間。系統250確保飛行器結構10的較少的修理時間和當需要時確保復合結構104的翻新或修補。
[0168]在本公開的另一實施方式中，提供了鑰復合混合層壓件100(見圖9)，以改進復合結構104 (見圖4)的雷擊180 (見圖9)衰減或耗散。圖9是本公開鑰復合混合層壓件100的另一實施方式的示意圖的圖解，其中表面處理的鑰箔層122用作電能耗散路徑186，其改進對來自高電能沖擊源比如雷擊180的高電能輸入182的高電能沖擊抗性。如圖9所顯示，當高電能沖擊源，比如雷擊180，擊中復合結構104 (見圖4)的鑰復合混合層壓件100時，發生高電能輸入182。表面處理的鑰箔層122用作電能耗散路徑186以快速傳導電流184離開，導致通過鑰復合混合層壓件100改進的雷擊180衰減或耗散。表面處理的鑰箔層122具有足夠高的鑰電導率128 (見圖4)和足夠高的鑰熱導率130 (見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122能夠用作電能耗散路徑186，從而改進復合結構104 (見圖4)的雷擊180衰減或耗散。鑰復合混合層壓件100中表面處理的鑰箔層122的高鑰熔點132 (見圖4)、高鑰熱導率130 (見圖4)和高鑰電導率128 (見圖4)確保當遭受極高的電能輸入182 (見圖9)時，鑰復合混合層壓件100實施良好。表面處理的鑰箔層122的高鑰剛度124(見圖4)和高鑰強度126 (見圖4)連同低的熱膨脹系數(CTE)進一步提供改進的機械性質。鑰的典型CTE值與復合疊板中使用的復合材料的典型CTE值有利地兼容。例如，鑰可具有在約2.5X 10_6至約3.5X10_6英寸/英寸/° F(華氏度)之間的典型CTE值，并且復合疊板中使用的復合材料可具有在約0.5X10_6至約6.0X10_6英寸/英寸/° F之間的典型CTE值。應用至復合材料層106，比如，例如，石墨/樹脂基材料層164 (見圖9)的表面處理的鑰箔層122提供結構優勢連同改進的雷擊180衰減或耗散。
[0169]改進復合結構104的雷擊180衰減的每個鑰復合混合層壓件100包括多個復合材料層106 (見圖9)，并且每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108 (見圖4)。優選地，復合材料層106包括石墨/樹脂基材料層164。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個表面處理的鑰箔層122(見圖9)，其交織在復合材料層106之間。如上討論，表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124(見圖4)，以經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。表面處理的鑰箔層122彼此分開并且具有足夠的鑰電導率128 (見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122能夠作為電氣總線160 (見圖15)實施。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個粘合劑層134 (見圖9)，其布置在復合材料層106和表面處理的鑰箔層122的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。粘合劑層134(見圖9)可用作表面處理的鑰箔層122的電絕緣層166 (見圖9)。鑰復合混合層壓件100優選用于復合結構104 (見圖4)，比如飛行器結構10(見圖1)中，和改進復合結構104的雷擊180衰減或耗散。
[0170]在本公開的另一實施方式中，提供使用鑰箔層122改進復合結構104(見圖4)的雷擊180 (見圖9)衰減的方法470。圖23是圖解改進復合結構104 (見圖4)，比如飛行器結構10(見圖1)的雷擊180衰減的方法470的一種示例性實施方式的流程圖。方法470包括處理多個鑰箔層122 (見圖9)的每個的表面125a或125b (見圖6)的步驟472。處理鑰箔層122的表面125a或125b可包括一種或更多種表面處理，其包括溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔、化學蝕刻或另一適當的表面處理。
[0171]方法470進一步包括交織表面處理的鑰箔層122與多個復合材料層106 (見圖9)的步驟474。鑰箔層122用作改進復合結構104的雷擊180衰減的電能耗散路徑186(見圖
9)。鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)，以經鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。鑰箔層122進一步具有足夠的鑰電導率128(見圖4)和足夠的鑰熱導率130(見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作改進復合結構104 (見圖4)的雷擊180 (見圖9)衰減的電能耗散路徑186 (見圖9)。
[0172]方法470進一步包括用粘合劑層134(見圖9)將每個表面處理的鑰箔層122粘合至相鄰復合材料層106 (見圖9)，以形成具有改進的屈服強度102 (見圖4)的鑰復合混合層壓件100 (見圖9)的步驟476。交織步驟474和粘合步驟476可進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層122和復合材料層106中的一個或更多個。方法470進一步包括在復合結構104中使用鑰復合混合層壓件100，以改進復合結構104的雷擊180衰減的步驟 478。
[0173]在本公開的另一實施方式中，提供了鑰復合混合層壓件100以在復合結構104 (見圖4)，比如飛行器10 (見圖1)中傳導電流并且用作飛行器復合龍骨梁240(見圖15)。飛行器龍骨梁26，如圖1所顯示，通常在機身12(見圖1)的下部并且基本上與機身12結合在一起。輕量飛行器復合結構，比如龍骨梁，需要另外的結構寄生導體，以有效地分散來自雷擊180(見圖15)的電流。圖15是本公開鑰復合混合層壓件100的另一實施方式的示意圖的圖解，其中表面處理的鑰箔層122用作飛行器復合龍骨梁240和雷擊180的電流返回路徑242。如圖15所顯示，當高電能沖擊源，比如雷擊180，擊中復合結構104(見圖4)的鑰復合混合層壓件100時，高電能輸入182發生。電流184 (見圖15)可通過鑰復合混合層壓件100中的表面處理的鑰箔層122傳導。表面處理的鑰箔層122確保復合結構104的更高鑰強度126(見圖4)和更高鑰剛度124(見圖4)。而且，表面處理的鑰箔層122的高鑰電導率128 (見圖4)使得表面處理的鑰箔層122能夠作為電氣總線160 (見圖15)良好實施。另外，通過鑰復合混合層壓件100，表面處理的鑰箔層122可用作電流返回路徑242，以快速傳導電流184離開，導致改進的雷擊180保護。表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰強度126 (見圖4)、足夠的鑰剛度124 (見圖4)和足夠的鑰電導率128 (見圖4)，以確保表面鑰箔層122能夠用作飛行器復合龍骨梁240 (見圖15)，其在復合結構104 (見圖4)中傳導電流184并且提供雷擊180(見圖15)的電流返回路徑242(見圖15)。由于增強的機械性質和攜帶電流184的能力，表面處理的鑰箔層122提供獨特的優勢鑰復合混合層壓件100，其可有效地用作飛行器設計中的飛行器復合龍骨梁240和用作雷擊180的電流返回路徑242二者，其可產生總體減少的重量和成本。表面處理的鑰箔層122提供輕量、高性能飛行器復合龍骨梁240，其有效傳導電流184并且用作雷擊180的電流返回路徑242。
[0174]如圖15所顯示，每個鑰復合混合層壓件100包括多個復合材料層106，并且每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108 (見圖4)。優選地，復合材料層106包括石墨/樹脂基材料層164(見圖10)。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個表面處理的鑰箔層122，其交織在復合材料層106之間。如上討論，表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124(見圖4)，以經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。鑰箔層122進一步具有足夠的鑰強度126 (見圖4)、足夠的鑰剛度124 (見圖4)和足夠的鑰電導率128 (見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作傳導電流184(見圖15)并且提供雷擊180 (見圖15)的電流返回路徑242 (見圖15)的飛行器復合龍骨梁240 (見圖15)。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個粘合劑層134(見圖15)，其布置在復合材料層106和表面處理的鑰箔層122的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。粘合劑層134(見圖15)可用作表面處理的鑰箔層122的電絕緣層166(見圖15)。鑰復合混合層壓件100優選用于復合結構104(見圖4)，比如飛行器結構10 (見圖1)中，并且在飛行器復合結構104中傳導電流184和提供雷擊180的電流返回路徑242。
[0175]在本公開的另一實施方式中，提供將飛行器復合龍骨梁240(見圖15)制造入飛行器結構10(見圖1)用于分散來自雷擊180(見圖15)的電流184(見圖15)的方法450。方法450使用鑰箔層122 (見圖15)。圖22是圖解制造飛行器復合龍骨梁240的方法450的一種不例性實施方式的流程圖。方法450包括處理多個鑰箔層122的每個的表面125a或125b (見圖6)的步驟452。處理鑰箔層122的表面125a或125b可包括一種或更多種表面處理，其包括溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔、化學蝕刻或另一適當的表面處理。
[0176]方法450進一步包括交織表面處理的鑰箔層122與多個復合材料層106(見圖15)的步驟454。鑰箔層122用作飛行器復合龍骨梁240 (見圖15)和電流返回路徑242 (見圖15) 二者，耗散來自雷擊180的電流184至復合結構104 (見圖4)比如飛行器結構10(見圖1)。鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124(見圖4)，以經鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。鑰箔層122進一步具有足夠的鑰強度126 (見圖4)、足夠的鑰剛度124 (見圖4)和足夠的鑰電導率128 (見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作飛行器復合龍骨梁240 (見圖15)和電流返回路徑242(見圖15)，用于分散來自雷擊180(見圖15)的電流184(見圖15)至飛行器結構10(見圖1)。
[0177]方法450進一步包括用粘合劑層134將每個表面處理的鑰箔層122粘合至相鄰復合材料層106，以形成具有改進的屈服強度102的鑰復合混合層壓件100 (見圖4)的步驟456。交織步驟454和粘合步驟456可進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層122和復合材料層106中的一個或更多個。方法450進一步包括在復合結構104比如飛行器結構10(見圖1)中使用鑰復合混合層壓件100，分散來自雷擊180的電流184(見圖15)至復合結構104比如飛行器結構10的步驟458。
[0178]在本公開的另一實施方式中，提供了鑰復合混合層壓件100(見圖10)，以改進復合結構104 (見圖4)的熱沖擊190 (見圖10)抗性。圖10是本公開鑰復合混合層壓件100的另一實施方式的示意圖的圖解，其中表面處理的鑰箔層122用作熱能耗散路徑196和熱穿透屏障198 二者，改進對來自熱沖擊190，比如激光束或X射線的高熱能輸入192的熱沖擊190抗性。在該實施方式中，表面處理的鑰箔層122具有足夠高的鑰熱導率130(見圖4)，使得表面處理的鑰箔層122能夠用作熱能流194的熱能耗散路徑196 (見圖10)，以改進復合結構104(見圖4)的熱沖擊190抗性。另外，表面處理的鑰箔層122具有足夠非常高的鑰熔點132(見圖4)，使得表面處理的鑰箔層122能夠用作熱穿透屏障198 (見圖10)，進一步改進復合結構104的熱沖擊190抗性。通過使用表面處理的鑰箔層122作為復合結構104中的替換層，由于表面處理的鑰箔層122非常高的鑰熔點132 (見圖4)和高鑰熱導率130 (見圖4)，實現改進的熱沖擊190抗性。表面處理的鑰箔層122由于高鑰熔點132 (見圖4)和高鑰熱導率130 (見圖4)，其當在局部區域施加時提供熱能輸入192 (見圖10)的耗散，因此為復合結構104的熱沖擊190或穿透提供明顯的熱穿透屏障198。
[0179]如圖10所顯示，改進熱沖擊190抗性的每個鑰復合混合層壓件100包括多個復合材料層106 (見圖10)，并且每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108 (見圖4)。優選地，復合材料層106包括石墨/樹脂基材料層164。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個表面處理的鑰箔層122，其交織在復合材料層106之間。表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)，以經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110(見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118(見圖4)。如圖10所顯示，鑰復合混合層壓件100進一步包括多個粘合劑層134 (見圖10)，其布置在復合材料層106和表面處理的鑰箔層122的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。粘合劑層134(見圖
10)可用作表面處理的鑰箔層122的電絕緣層166 (見圖10)。鑰復合混合層壓件100優選用于復合結構104(見圖4)比如飛行器結構10(見圖1)中并且改進復合結構104的熱沖擊190抗性。
[0180]在本公開的另一實施方式中，提供使用鑰箔層122(見圖10)改進復合結構104的熱沖擊190 (見圖10)抗性的方法490。圖24是圖解改進復合結構104的熱沖擊190 (見圖10)抗性的方法490的一種示例性實施方式的流程圖。方法490包括處理多個鑰箔層122(見圖10)的每個的表面125a或125b的步驟492。處理鑰箔層122的表面125a或125b可包括一種或更多種表面處理，其包括溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔、化學蝕刻或另一適當的表面處理。
[0181]方法490進一步包括交織表面處理的鑰箔層122與多個復合材料層106(見圖10)的步驟494。鑰箔層122用作熱穿透屏障198(見圖10)和熱能耗散路徑196 (見圖10)，改進復合結構的熱沖擊190抗性。鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)，以經鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。鑰箔層122進一步具有足夠的鑰熔點132 (見圖4)和足夠的鑰熱導率130 (見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作熱穿透屏障198 (見圖10)和熱能耗散路徑196 (見圖10)，改進復合結構104 (見圖4)的熱沖擊190 (見圖10)抗性。
[0182]方法490進一步包括用粘合劑層134(見圖10)將每個表面處理的鑰箔層122粘合至相鄰復合材料層106，以形成具有改進的屈服強度102 (見圖4)的鑰復合混合層壓件100(見圖10)的步驟496。交織步驟494和粘合步驟496可進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層122和復合材料層106中的一個或更多個。方法490進一步包括在復合結構104中使用鑰復合混合層壓件100，以改進復合結構104的熱沖擊190抗性的步驟 498。
[0183]在本公開的另一實施方式中，提供了鑰復合混合層壓件100(見圖11)，以改進復合結構104 (見圖4)的沖擊200 (見圖11)耐久性。圖11是本公開鑰復合混合層壓件100的另一實施方式的示意圖的圖解，其中表面處理的鑰箔層122用作用于改進沖擊200耐久性的負荷耗散路徑206 (見圖11)。表面處理的鑰箔層122具有足夠非常高的鑰剛度124和足夠的鑰強度126，使得表面處理的鑰箔層122能夠牽引負荷204遠離沖擊200源，比如，例如,冰雹沖撞或鳥沖撞的沖擊點202，從而減弱(blunt)集中的沖擊力。表面處理的鑰箔層122在更大的面積上沿著表面處理的鑰箔層122展開負荷204，改進復合結構104的沖擊耐久性和沖擊抗性。將負荷204轉移深入鑰復合混合層壓件100而不損害(spare)復合材料層106 (見圖11)，從而減少與沖擊點202相關的有害作用。高剛度和高強度表面處理的鑰箔層122的使用確保更薄的規格，同時也添加如改進的閃電抗性和改進的結構性能的益處。
[0184]如圖11所顯示，用于改進沖擊200耐久性的每個鑰復合混合層壓件100包括多個復合材料層106，并且每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108 (見圖4)。優選地，復合材料層106包括石墨/樹脂基材料層164。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個表面處理的鑰箔層122(見圖11)，其交織在復合材料層106之間。表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)，以經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。表面處理的鑰箔層122進一步具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)和足夠的鑰強度126 (見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122以牽引負荷204 (見圖11)遠離沖擊點202 (見圖11)，改進沖擊200耐久性。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個粘合劑層134(見圖11)，其布置在復合材料層106和表面處理的鑰箔層122的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。粘合劑層134(見圖11)可用作表面處理的鑰箔層122的絕緣層166(見圖11)。鑰復合混合層壓件100優選用于復合結構104 (見圖4)比如飛行器結構10 (見圖1)中，并且改進復合結構104的沖擊耐久性。
[0185]在另一實施方式中，提供使用鑰箔層122改進復合結構104(見圖4)的沖擊200 (見圖11)耐久性的方法530。圖26是圖解改進沖擊耐久性的方法530的一種示例性實施方式的流程圖。方法530包括處理多個鑰箔層122的每個的表面125a或125b (見圖6)的步驟532 (見圖11)。處理鑰箔層122的表面125a或125b可包括一種或更多種表面處理，其包括溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔、化學蝕刻或另一適當的表面處理。
[0186]方法530進一步包括交織表面處理的鑰箔層122與多個復合材料層106的步驟534 (見圖11)。鑰箔層122用作負荷耗散路徑206 (見圖11)，其改進來自沖擊200源，比如冰雹沖撞、鳥沖撞或另一沖擊源的在沖擊點202的沖擊耐久性。鑰箔層122優選地改進對比如來自冰雹沖撞和鳥沖撞的沖擊200損傷的抗性。鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)，以經鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110(見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。鑰箔層122進一步具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)和足夠的鑰強度126 (見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作改進復合結構104的沖擊耐久性的負荷耗散路徑206 (見圖11)。
[0187]方法530進一步包括用粘合劑層134(見圖11)將每個表面處理的鑰箔層122粘合至相鄰復合材料層106，以形成具有改進的屈服強度102 (見圖4)的鑰復合混合層壓件100(見圖11)的步驟536。交織步驟534和粘合步驟536可進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層122和復合材料層106中的一個或更多個。方法530進一步包括在復合結構104中使用鑰復合混合層壓件100，以改進復合結構104的沖擊耐久性的步驟538。復合結構104優選包括飛行器結構10(見圖10)。
[0188]在本公開的另一實施方式中，提供了鑰復合混合層壓件100，以經復合結構104(見圖12A)中的主負荷路徑212a和次負荷路徑212b(見圖12A)操縱負荷214(見圖12A)。圖12A是本公開鑰復合混合層壓件100的另一實施方式的示意圖的圖解，其顯示復合結構104的表面處理的鑰箔層122和復合材料層106在非負荷承載區域210比如，例如，進入孔、檢查口、系統穿透和其他設計人造制品周圍操縱負荷214。圖12A顯示具有系統穿透部件211的非負荷承載區域210。圖12B是沿著圖12A的線12B-12B取的截面的示意圖的圖解。圖12B顯示具有系統穿透部件211的非負荷承載區域210、復合結構104的復合材料層106和用作負荷操縱路徑215的表面處理的鑰箔層122。當復合結構中需要非負荷承載區域210，比如進入孔、系統穿透或其他適當的設計人造制品時，必須墊升復合結構104的疊板，以促進在這些非負荷承載區域210周圍負荷214的流動。表面處理的鑰箔層122具有足夠高的鑰剛度124 (見圖4)和足夠高的鑰強度126 (見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122能夠在復合結構104中非負荷承載區域210周圍操縱負荷操縱路徑215 (見圖12B)中的負荷214。表面處理的鑰箔層122具有非常高的鑰剛度124(見圖4)和非常高的鑰強度126 (見圖4)并且將牽引負荷214和加固非負荷承載區域210，比如，進入孔、系統穿透和其他設計人造制品，而不需要對復合結構104添加另外的厚度。表面處理的鑰箔層122確保負荷214能夠在有效的、薄的、定制的負荷操縱路徑215中移動。就復合結構104的成本、零件體積和重量而言，該效率可提供最佳優勢。
[0189]在復合結構104中非負荷承載區域210周圍操縱負荷214的每個鑰復合混合層壓件100包括多個復合材料層106，并且每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108 (見圖4)。優選地，復合材料層106包括石墨/樹脂基材料層。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個表面處理的鑰箔層122，其交織在復合材料層106之間。表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124(見圖4)，以經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。表面處理的鑰箔層122進一步具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)和足夠的鑰強度126 (見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122能夠在非負荷承載區域210 (見圖12A)周圍操縱負荷操縱路徑215中的負荷214。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個粘合劑層134，其布置在復合材料層106和表面處理的鑰箔層122的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。鑰復合混合層壓件100優選用于復合結構104(見圖4)比如飛行器結構10 (見圖1)中，和在復合結構104中非負荷承載區域210周圍操縱負荷214。
[0190]在本公開的另一實施方式中，提供了使用鑰箔層122在復合結構104(見圖4)中非負荷承載區域210 (見圖12A)周圍操縱負荷214 (見圖12A)的方法550。圖27是圖解在非負荷承載區域210周圍操縱負荷214的方法550的一種示例性實施方式的流程圖。非負荷承載區域210可包括進入孔、檢查口、系統穿透或其他適當的設計人造制品。方法550包括處理多個鑰箔層122(見圖12A)的每個的表面125a或125b(見圖6)的步驟552。處理鑰箔層122的表面125a或125b可包括一種或更多種表面處理，其包括溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔、化學蝕刻或另一適當的表面處理。
[0191]方法550進一步包括交織表面處理的鑰箔層122(見圖12A)與多個復合材料層106的步驟554。鑰箔層122用作在復合結構104中非負荷承載區域210周圍操縱負荷214的負荷操縱路徑215(見圖12A-B)。鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124(見圖4)，以經鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。鑰箔層122進一步具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)和足夠的鑰強度126 (見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作在復合結構104中非負荷承載區域210周圍操縱負荷214的負荷操縱路徑215。
[0192]方法550進一步包括用粘合劑層134(見圖4)將每個表面處理的鑰箔層122粘合至相鄰復合材料層106，以形成具有改進的屈服強度102 (見圖4)的鑰復合混合層壓件100(見圖12A)的步驟556。交織步驟554和粘合步驟556可進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層122和復合材料層106中的一個或更多個。方法550進一步包括在復合結構104中使用鑰復合混合層壓件100以在復合結構104中非負荷承載區域210周圍操縱負荷214的步驟558。
[0193]在本公開的另一實施方式中，提供了鑰復合混合層壓件100，以改進固化周期，比如，以改進復合結構104(見圖13)的固化周期特征。圖13是本公開鑰復合混合層壓件100的另一實施方式的示意圖的圖解，其中表面處理的鑰箔層122用作改進固化周期，比如改進固化周期特征的熱和溫度控制器226。當固化熱固性復合材料時，由于樹脂的固化動力學造成的熱和溫度不均勻性和控制過多的熱能的能力可能是重要的制造問題。圖13顯示隨著固化區域220中的固化以更快速度進行，在固化區域220中產生的過多的熱能222。過多的熱能222沿著熱能流動路徑224快速傳導遠離,從而減少熱過福射(thermal overshooting)的風險。表面處理的鑰箔層122具有足夠高的鑰熱導率130 (見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122能夠用作改進復合結構104(見圖4)的固化周期，比如改進固化周期特征的熱和溫度控制器226。固化周期特征可包括固化周期長度、固化周期熱校平、固化周期溫度校平、固化周期熱控制、固化周期溫度控制或另一適當的固化周期特征。
[0194]高鑰熱導率130(見圖4)使得表面處理的鑰箔層122能夠結構上良好實施，同時幫助控制或校平(level out)熱不均勻性和溫度，用于改進固化周期，比如改進固化周期特征。由于其卓越的鑰熱導率130 (見圖4)，表面處理的鑰箔層122可改進總體固化周期長度和熱穩固性(robustness)，因此，降低制造的總體成本。卓越的鑰熱導率130 (見圖4)提供復合結構104(見圖4)中改進的熱和溫度控制或校平，并且確保更穩固制造加工周期。表面處理的鑰箔層122(見圖13)的固化和結構優勢特征可被調整，以提供最佳方案。
[0195]如圖13所顯示，每個鑰復合混合層壓件100包括多個復合材料層106，和每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108 (見圖4)。優選地，復合材料層106包括石墨/樹脂基材料層。如圖13所顯示，鑰復合混合層壓件100進一步包括多個表面處理的鑰箔層122，其交織在復合材料層106之間。表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124(見圖4)，以經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。表面處理的鑰箔層122進一步具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)和足夠的鑰強度126 (見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122能夠用作改進復合結構104固化周期比如改進固化周期特征的熱和溫度控制器226。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個粘合劑層134 (見圖13)，其布置在復合材料層106和表面處理的鑰箔層122的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。粘合劑層134(見圖13)可用作表面處理的鑰箔層122的絕緣層166 (見圖13)。鑰復合混合層壓件100優選用于復合結構104(見圖4)比如飛行器結構10 (見圖1)中。
[0196]在本公開的另一實施方式中，提供使用鑰箔層122(見圖13)改進復合結構的固化周期104 (見圖4)的方法510。圖25是圖解改進固化周期的方法510的一種示例性實施方式的流程圖。方法510包括處理多個鑰箔層122的每個的表面125a或125b (見圖6)的步驟512。處理鑰箔層122的表面125a或125b可包括一種或更多種表面處理，其包括溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔、化學蝕刻或另一適當的表面處理。
[0197]方法510進一步包括交織表面處理的鑰箔層122與多個復合材料層106 (見圖13)的步驟514。鑰箔層122用作改進復合結構104(見圖4)的固化周期的熱和溫度控制器224 (見圖13)。鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)，以經鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層122中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。鑰箔層122進一步具有足夠的鑰熱導率130 (見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作改進復合結構104(見圖4)的固化周期的熱和溫度控制器226(見圖13)。鑰箔層122用作熱和溫度控制器226，以改進固化周期，比如改進固化周期特征，其包括固化周期長度、固化周期熱校平、固化周期溫度校平、固化周期熱控制、固化周期溫度控制或另一適當的固化周期特征。
[0198]方法510進一步包括用粘合劑層134(見圖13)將每個表面處理的鑰箔層122粘合至相鄰復合材料層106，以形成具有改進的屈服強度102 (見圖4)的鑰復合混合層壓件100 (見圖13)的步驟516。交織步驟514和粘合步驟516可進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層122和復合材料層106中的一個或更多個。方法510進一步包括在復合結構104中使用鑰復合混合層壓件100，以改進復合結構104的固化周期的步驟518。
[0199]在本公開其他實施方式中，提供鑰復合混合層壓件100以經復合結構104(見圖14AU4C)中的主負荷路徑232a和次負荷路徑232b (見圖14A、14C)牽引負荷234(見圖14AU4C))并且加固復合結構104中的修補區域230 (見圖14A、14C)，比如，例如，孔、弱化的區域、損傷的區域和其他需要修補的區域。圖14A是本公開鑰復合混合層壓件100的另一實施方式的示意圖的圖解，其顯示加固補片修補區域230a的復合結構104的表面處理的鑰箔層122。為了該應用的目的，補片修補意思是其中插入替換材料以填充損傷區域的粘合修補類型。圖14B是沿著圖14A的線14B-14B取的截面的示意圖的圖解。圖14C是本公開鑰復合混合層壓件100的另一實施方式的示意圖的圖解，其顯示加固嵌接修補區域230b的復合零件104的表面處理的鑰箔層122。為了該應用的目的，嵌接修補意思是其中損傷區域被磨砂以產生錐體效果并且然后替換材料鋪設在損傷區域上的粘合修補類型。圖14D是沿著圖14C的線14D-14D取的截面的示意圖的圖解。
[0200]圖14A-14B顯示表面處理的鑰箔層122，其用作負荷牽引路徑235，以牽引負荷234 (見圖14A)遠離修補區域230例如補片修補區域230a，并且提供修補區域230例如補片修補區域230a的加固部件236。圖14C-14D顯示表面處理的鑰箔層122，其用作負荷牽引路徑235，以牽引負荷234(見圖14C)遠離修補區域230例如嵌接修補區域230b，并且提供修補區域230例如嵌接修補區域230b的加固部件236。通過使用表面處理的鑰箔層122作為復合結構104的部件，表面處理的鑰箔層122確保負荷234在有效的、薄的、定制的負荷牽引路徑235 (見圖14B、14D)中移動。表面處理的鑰箔層122的高鑰強度126 (見圖4)和高鑰剛度124(見圖4)確保較薄的、定制的負荷牽引路徑235，用于更有效的和較薄的修補，而不需要對復合結構104添加明顯的另外的厚度。另外，表面處理的鑰箔層122用作負荷牽引路徑235以牽引負荷234和提供加固部件236至修補區域230比如補片修補區域(230a)和嵌接修補區域(230b)，提供更有效和高效的復合結構104的修補，用這種復合結構104的交通工具更少的空氣動力學阻力，和改進的復合結構104的外觀。
[0201]加固和牽引負荷234(圖14A、14C)遠離修補區域230(圖14A-14D)的每個鑰復合混合層壓件100包括多個復合材料層106。每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108 (見圖4)。優選地，復合材料層106包括石墨/樹脂基材料層。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個表面處理的鑰箔層122，其交織在復合材料層106之間。如上討論，表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)，以經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118(見圖4)。表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124(見圖4)和足夠的鑰強度126 (見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122能夠用作負荷牽引路徑235 (見圖14B、14D)，以牽引負荷234遠離修補區域230并且對復合結構104中的修補區域230提供加固部件236。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個粘合劑層134，其布置在復合材料層106和表面處理的鑰箔層122的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。鑰復合混合層壓件100優選用于復合結構104(見圖14A、14C)比如飛行器結構(見圖1)中，并且加固復合結構104中的修補區域。
[0202]在本公開的另一實施方式中，提供使用鑰箔層122(圖14A-14D)加固復合結構104中修補區域230 (圖14A-14D)和牽引負荷234 (圖14AU4C)遠離復合結構104中修補區域230 (圖14A-14D)的方法570。圖28是圖解加固修補區域230 (圖14A-14D)和牽引負荷234 (圖14A、14C)遠離修補區域230 (圖14A-14D)的方法570的一種示例性實施方式的流程圖。修補區域230可包括補片修補區域230a (見圖14A-14B)、嵌接修補區域230b (見圖14C-14D)、孔、弱化的區域、損傷的區域或另一修補區域。
[0203]方法570包括處理多個鑰箔層122的每個的表面125a或125b (見圖6)的步驟572。處理鑰箔層122的表面125a或125b可包括一種或更多種表面處理，其包括溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔、化學蝕刻或另一適當的表面處理。
[0204]方法570進一步包括交織表面處理的鑰箔層122與多個復合材料層106的步驟574。鑰箔層122用作加固部件236 (圖14A-14D)和負荷牽引路徑235 (圖14A-14D)，加固復合結構104中的修補區域230 (圖14A-14D)和牽引負荷234 (圖14A、14C)遠離復合結構104中的修補區域230 (圖14A-14D)。鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)，以經鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。鑰箔層122進一步具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)和足夠的鑰強度126 (見圖4)，以確保鑰箔層122至加固復合結構104中的修補區域230和牽引負荷234遠離復合結構104中的修補區域230。[0205]方法570進一步包括用粘合劑層134(見圖4)將每個表面處理的鑰箔層122粘合至相鄰復合材料層106，以形成具有改進的屈服強度102 (見圖4)的鑰復合混合層壓件100(見圖14A-14D)的步驟576。交織步驟574和粘合步驟576可進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層122和復合材料層106中的一個或更多個。方法570進一步包括在復合結構104中使用鑰復合混合層壓件100加固復合結構104中的修補區域230和牽引負荷534遠離復合結構104中的修補區域230的步驟578。
[0206]在本公開的另一實施方式中，提供了使用鑰箔層122(見圖18)的鑰復合混合層壓件100 (見圖18)，以減輕或消除復合結構104中的纖維扭曲268區域(見圖17)。圖17是具有纖維扭曲268區域的復合結構104的示意圖的圖解。圖17顯示具有纖維262并且具有T-形構造和非均勻的橫截面的預固化的或固化的復合結構260。圖17進一步顯示預固化的或固化的復合結構260，其結合至具有纖維266并且具有均勻的橫截面的復合結構104，比如未固化的復合結構264。在預固化的或固化的復合結構260連接至未固化的復合結構264的情況下，預固化的或固化的復合結構260和未固化的復合結構264之間的壓力差可產生復合材料層106的起皺和纖維266的弓形波，其可產生纖維扭曲268區域(見圖17)。
[0207]圖18是本公開鑰復合混合層壓件100的另一實施方式的示意圖的圖解，其中鑰箔層122用作纖維穩定器270以減輕或消除纖維扭曲268區域(見圖17)。圖18顯示具有纖維262并且具有T-形構造和非均勻的橫截面的預固化的或固化的復合結構260。圖18進一步顯示連接至具有纖維266和具有均勻的橫截面的復合結構104，比如未固化的復合結構264的預固化的或固化的復合結構260。在該實施方式中，表面處理的鑰箔層122 (見圖18)可添加至未固化的復合結構264，其中預固化的或固化的復合結構260連接至未固化的復合結構264。表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124(見圖4)和足夠的鑰強度126 (見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122 (見圖18)能夠用作纖維穩定器270 (見圖18)，減輕或消除復合結構104(見圖18)比如未固化的復合結構264中的纖維扭曲268(見圖17)，并且產生復合結構104中穩定化的纖維272 (見圖18)。尤其地，另外的鑰剛度124減輕或消除纖維266的弓形波(見圖17)，其又減輕或消除纖維扭曲268的區域(見圖17)。進一步，表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124(見圖4)，以經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)(見圖18)。
[0208]每個鑰復合混合層壓件100 (見圖18)包括多個復合材料層106 (見圖18)，和每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108 (見圖4)。優選地，復合材料層106包括石墨/樹脂基材料層。鑰復合混合層壓件100進一步包括一種或更多種表面處理的鑰箔層122，其交織在復合材料層106之間。鑰復合混合層壓件100進一步包括一個或更多個粘合劑層134(見圖18)，其布置在復合材料層106和表面處理的鑰箔層122的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。鑰復合混合層壓件100可用于復合結構104中，并且減輕或消除復合結構104中纖維扭曲268的區域。
[0209]在另一實施方式中，提供使用鑰箔層122減輕復合結構104中纖維扭曲的方法600。圖29是圖解用于減輕纖維扭曲的方法600的一種示例性實施方式的流程圖。方法600包括處理多個鑰箔層122的每個的表面125a或125b (見圖6)的步驟602。處理鑰箔層122的表面125a或125b可包括一種或更多種表面處理，其包括溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔、化學蝕刻或另一適當的表面處理。
[0210]方法600進一步包括交織表面處理的鑰箔層122與多個復合材料層106的步驟604。鑰箔層122用作減輕復合結構104中的纖維扭曲268 (見圖17)的纖維穩定器270 (見圖18)。鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124，以經鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110的纖維拉伸強度116和纖維剛度118。鑰箔層122進一步具有足夠的鑰剛度124和足夠的鑰強度126，以確保鑰箔層122能夠用作減輕復合結構104中的纖維扭曲268的纖維穩定器270。
[0211]方法600進一步包括用粘合劑層134將每個表面處理的鑰箔層122粘合至相鄰復合材料層106，以形成具有改進的屈服強度102 (見圖4)的鑰復合混合層壓件100 (見圖18)的步驟606。交織步驟604和粘合步驟606可進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層122和復合材料層106中的一個或更多個。方法600進一步包括在復合結構104中使用鑰復合混合層壓件100，以減輕復合結構104中纖維扭曲268的步驟608。
[0212]圖19是圖解形成鑰復合混合層壓件100 (見圖4)或鑰層壓件疊板101或150 (見圖5-6)的方法300的一種示例性實施方式的流程圖。方法300包括處理多個鑰箔層122 (見圖6)的每個或多個鑰箔123 (見圖6)的每個的表面125a或125b的步驟302。鑰箔層122或鑰箔123優選地被表面處理，以改進鑰箔層122或鑰箔123和相鄰復合材料層106 (見圖4)之間的粘合。鑰箔層122或鑰箔123的表面125a或125b可用包括下述的表面處理方法處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔、化學蝕刻或另一適當的表面處理方法。
[0213]方法300進一步包括交織表面處理的鑰箔層122與多個復合材料層106的步驟304。優選地,每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108 (見圖4、5)。優選地,復合材料層106包括石墨/樹脂基材料層。表面處理的鑰箔層122經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110 (見圖4)的纖維拉伸強度116 (見圖4)和纖維剛度118(見圖4)。在具有鑰層壓件疊板101 (見圖5)的實施方式中，兩個或更多個復合材料層106可每個具有包括表面處理的鑰箔123的切除部分144 (見圖5)，并且對于該實施方式，方法300可進一步包括切除部分144的交錯的內邊緣148 (見圖5)，以防止兩個或更多個內邊緣148的疊加，從而通過鑰箔123提供改進的負荷分布。
[0214]方法300進一步包括用粘合劑層134 (見圖4)將每個表面處理的鑰箔層122粘合至相鄰復合材料層106以形成具有改進的屈服強度102的鑰復合混合層壓件100 (見圖4)的步驟306。在具有鑰層壓件疊板101 (見圖5)的實施方式中，方法300可進一步包括用粘合劑層134將包含鑰箔的層146的每個表面處理的鑰箔123粘合至相鄰復合材料層106，以形成鑰層壓件疊板101。方法300的交織步驟304和/或粘合步驟306可進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層122或鑰箔123和復合材料層106的一個或更多個。例如，固實和固化可經下述進行:高壓釜處理、真空袋處理或另一已知的方法。高壓釜處理包括使用高壓釜容器，其提供復合材料的固化條件，并且可控制真空、壓力、加熱速度和固化溫度的應用。
[0215]方法300進一步包括在復合結構104(見圖4)比如飛行器結構10(見圖1)中使用鑰復合混合層壓件100或鑰層壓件疊板101或150的步驟308。[0216]在另一實施方式中，方法300可進一步包括在復合結構104中使用鑰復合混合層壓件100之后，將鑰復合混合層壓件100連接至一個或更多個電傳感器設備168 (見圖16)以便驅動電流170(見圖16)通過鑰箔層122，監測通過鑰箔層122的電流170的流動中的任何變化，并且獲得復合結構104的結構完好數據254(見圖16)。
[0217]如上詳細討論，在一種實施方式中，用于方法300的表面處理的鑰箔層122可具有足夠的鑰電導率128(見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122能夠用作飛行器結構10中的電氣總線160 (見圖16)，這產生總體重量減輕的飛行器結構10(見圖1)。如上詳細討論，在另一實施方式中，用于方法300的表面處理的鑰箔層122可具有足夠的鑰強度126 (見圖4)、足夠的鑰剛度124(見圖4)和足夠的鑰電導率128(見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作飛行器龍骨梁240 (見圖15)和電流返回路徑242，分散來自雷擊180 (見圖15)的電流184 (見圖15)至復合結構104 (見圖4)比如飛行器結構10(見圖1)。
[0218]如上詳細討論，在另一實施方式中，用于方法300的表面處理的鑰箔層122可具有足夠的鑰電導率128 (見圖4)和足夠的鑰熱導率130 (見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作電能耗散路徑186 (見圖9)，改進復合結構104 (見圖4)的雷擊180 (見圖9)衰減。如上詳細討論，在另一實施方式中，用于方法300的表面處理的鑰箔層122可具有足夠的鑰熔點132 (見圖4)和足夠的鑰熱導率130 (見圖4)，其確保鑰箔層122能夠用作熱穿透屏障198和熱能耗散路徑196 (見圖10)，改進復合結構104 (見圖4)的熱沖擊抗性。
[0219]如上詳細討論，在另一實施方式中，用于方法300的表面處理的鑰箔層122可具有足夠的鑰熱導率130 (見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作熱和溫度控制器226 (見圖13)，改進復合結構104 (見圖4)的固化周期，比如改進固化周期特征。如上詳細討論，在另一實施方式中，用于方法300的表面處理的鑰箔層122可具有足夠的鑰剛度124(見圖4)和足夠的鑰強度126 (見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作負荷耗散路徑206 (見圖11)，改進復合結構104(見圖4)的沖擊耐久性。
[0220]如上詳細討論，在另一實施方式中，用于方法300的表面處理的鑰箔層122可具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)和足夠的鑰強度126 (見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作負荷操縱路徑215 (見圖12A-12B)，以在復合結構104 (見圖12A-12B)中非負荷承載區域210周圍(見圖12A-12B)操縱負荷214(見圖12A-12B)。如上詳細討論，在另一實施方式中，用于方法300的表面處理的鑰箔層122可具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)和足夠的鑰強度126 (見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作加固部件236 (見圖14A-14B)和負荷牽引路徑235(見圖14A-14B)，加固復合結構104(見圖14A-14B)中的修補區域230(見圖14A-14B)和牽引負荷234(見圖14A)遠離復合結構104(見圖14A-14B)中的修補區域230 (見圖14A-14B)。如上詳細討論，在另一實施方式中，用于方法300的表面處理的鑰箔層122可具有足夠的鑰剛度124 (見圖4)和足夠的鑰強度126 (見圖4)，以確保鑰箔層122能夠用作固化的復合結構262 (見圖18)和未固化的復合結構264 (見圖18)之間的纖維穩定器270 (見圖 18)。
[0221]方法300是形成本文公開的鑰復合混合層壓件100或鑰層壓件疊板101的一種實施方式。然而，鑰復合混合層壓件100或鑰層壓件疊板101可通過許多方法的任何一種制造。在熱塑性復合材料的情況下，優選地通過熱塑性施加頭連續鋪設熱塑性樹脂預浸潰的纖維帶(“預浸料”)的長連續條帶直接在箔的處理外表面上制備層壓件。通過肩并肩鋪設條帶，同時通過施加熱和壓力固實這些條帶，產生具有平行定向纖維的復合材料的連續板。其后，復合材料的另一板或更多個板可鋪設在第一板之上，這取決于層壓件需要的性質。板或更多個板組成復合材料層。然后，箔層鋪開(roll out)在固實的復合層上并且粘合，例如，熱融合到復合材料上。其后，如上述，通過鋪設板或更多個板在金屬箔之上形成下一層有機復合材料。最后，在鋪設預定數量的金屬箔層和有機聚合基質之后，施加金屬箔的外層。箔的外層保護混合層壓件的下層有機復合材料避免環境和流體攻擊。替代的制造方法也以是有用的。例如，混合層壓件的所有層可在高壓釜或壓機中堆疊，而不必預熔融(prefusion)層，并且可然后在施加熱和壓力的情況下融合成單一層壓件。
[0222]圖20是圖解使用鑰箔層122(見圖4)監測復合結構104(見圖4)比如飛行器結構10(見圖1)的結構完好的方法400的另一示例性實施方式的流程圖。方法400包括處理多個鑰箔層122的每個的表面125a或125b (見圖6)的步驟402。鑰箔層122被表面處理，以改進鑰箔層122和相鄰復合材料層106 (見圖4)之間的粘合。鑰箔層122的表面125a或125b可用包括下述的表面處理方法處理:溶膠凝膠表面處理、水基溶膠凝膠涂漆、噴丸處理、砂紙打光、噴砂處理、溶劑擦拭、磨蝕、激光燒蝕、化學清潔、化學蝕刻或另一適當的表面處理方法。
[0223]方法300進一步包括交織表面處理的鑰箔層122與多個復合材料層106的步驟404。優選地，每個復合材料層106包括纖維加固的聚合材料108 (見圖4、5)。表面處理的鑰箔層122具有足夠的鑰剛度124(見圖4)，以經表面處理的鑰箔層122中的泊松效應調節相鄰復合材料層106中離軸纖維110(見圖4)的纖維拉伸強度116(見圖4)和纖維剛度118 (見圖4)。表面處理的鑰箔層122優選彼此分開并且具有足夠的鑰電導率128 (見圖4)，以確保表面處理的鑰箔層122能夠用作電氣總線160 (見圖16)。鑰復合混合層壓件100進一步包括多個粘合劑層134，其布置在復合材料層106和表面處理的鑰箔層122的相鄰層之間，并且粘合該相鄰層。
[0224]方法400進一步包括用粘合劑層134(見圖16)將每個表面處理的鑰箔層122粘合至相鄰復合材料層106，以形成具有改進的屈服強度102的鑰復合混合層壓件100 (見圖4)的步驟406。方法400的交織步驟404和/或粘合步驟406可進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層122和復合材料層106中的一個或更多個。例如，固實和固化可經高壓釜處理或另一已知的方法進行。
[0225]方法400進一步包括將一個或更多個電傳感器設備168 (見圖16)連接至一個或更多個鑰復合混合層壓件100的步驟408。方法400進一步包括用一個或更多個電傳感器設備168驅動電流170 (見圖16)通過表面處理的鑰箔層122的步驟410。方法400進一步包括用一個或更多個電傳感器設備168監測通過表面處理的鑰箔層122的電流流動172 (見圖16)的任何變化的步驟412。方法400進一步包括經來自一個或更多個電傳感器設備168的一個或更多個信號252 (見圖16)獲得復合結構104的結構完好數據254 (見圖16)的步驟414。結構完好數據254可包括下述的一個或更多個:雷擊檢測、結構裂紋的起始、結構裂紋的蔓延、潛在的劣化、實際的劣化、經全部或部分電流中斷檢測的結構完好數據或其他適當的結構完好數據。
[0226]具有在前述說明和相關附圖中呈現的教導益處的本公開所屬領域的技術人員將想到本公開的許多修改和其他實施方式。本文描述的實施方式意思是說明性的并且不打算是限制的或窮盡的。盡管本文采用具體的術語,但它們僅僅用于一般和描述性意義并且不用于限制性目的。
【權利要求】
1.一種鑰復合混合層壓件，其包括: 多個復合材料層； 多個表面處理的鑰箔層，其交織在所述復合材料層之間；和 多個粘合劑層，其布置在所述復合材料層和所述鑰箔層的相鄰層之間，并且粘合所述相鄰層。
2.權利要求1所述的層壓件，其中所述復合材料層包括纖維加固的聚合材料。
3.權利要求1所述的層壓件，其中所述表面處理的鑰箔層具有足夠的剛度，以經所述鑰箔層中的泊松效應調節相鄰復合材料層中的離軸纖維的纖維拉伸強度和纖維剛度。
4.權利要求1所述的層壓件，其中所述層壓件在復合結構中使用，并且改進所述復合結構中的屈服強度。
5.權利要求4所述的層壓件，其中所述復合結構包括飛行器復合結構，其中所述鑰箔層具有足夠的強度、足夠的剛度和足夠的電導率，以確保所述鑰箔層能夠用作飛行器龍骨梁和電流返回路徑，用于分散來自雷擊的電流至所述飛行器復合結構。
6.權利要求1所述的層壓件，其中所述鑰箔層被表面處理，以改進所述鑰箔層和相鄰復合材料層之間的粘合。
7.權利要求1所述的層壓件，其中兩個或更多個所述復合材料層每個具有表面處理的鑰箔的切除部分，并且所述切除部分具有交錯的內邊緣以防止兩個或更多個內邊緣的疊力口，以便提供改進的負荷分布。
8.權利要求1所述的層壓件，其中所述鑰箔層具有足夠的電導率，以確保所述鑰箔層能夠用作復合飛行器結構的電氣總線。
9.權利要求1所述的層壓件，其中所述層壓件連接至一個或更多個電傳感器設備，其驅動電流通過所述鑰箔層并且其監測通過所述鑰箔層的電流流動的任何變化，以便獲得復合結構的結構完好數據。
10.權利要求1所述的層壓件，其中所述鑰箔層具有足夠的電導率和足夠的熱導率，以確保所述鑰箔層能夠用作改進復合結構的雷電衰減的電能耗散路徑。
11.權利要求1所述的層壓件，其中所述鑰箔層具有足夠的熱導率，以確保所述鑰箔層能夠用作改進復合結構的固化周期的熱和溫度控制器。
12.—種形成鑰復合混合層壓件的方法，所述方法包括: 處理多個鑰箔層的每個的表面； 交織所述表面處理的鑰箔層與多個復合材料層；和 用粘合劑層將每個所述表面處理的鑰箔層粘合至相鄰復合材料層，以形成具有改進的屈服強度的鑰復合混合層壓件。
13.權利要求12所述的方法，進一步包括在復合結構中使用鑰復合混合層壓件。
14.權利要求13所述的方法，進一步包括在復合結構中使用所述層壓件之后，將所述層壓件連接至一個或更多個電傳感器設備，以便驅動電流通過所述鑰箔層，監測通過所述鑰箔層的電流流動的任何變化，并且獲得所述復合結構的結構完好數據。
15.權利要求12所述的方法，其中所述交織和粘合進一步包括壓緊、固實和固化交織的表面處理的鑰箔層和復合材料層中的一個或更多個。
【文檔編號】B32B27/00GK103842168SQ201280048832
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年6月27日 優先權日:2011年8月3日
【發明者】M·R·馬森, M·A·尼格利, M·J·皮埃, K·Y·布羅豪維克, A·E·蘭德曼, R·H·博西, R·L·卡爾森, G·A·弗利茲, G·A·巴特勒, L·S·C·平格里, S·G·穆爾, J·M·加德納, R·A·安德森 申請人:波音公司