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CN105408096A - 包括防水阻隔层的复合材料 - Google Patents

包括防水阻隔层的复合材料 Download PDF

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CN105408096A
CN105408096A CN201480042203.5A CN201480042203A CN105408096A CN 105408096 A CN105408096 A CN 105408096A CN 201480042203 A CN201480042203 A CN 201480042203A CN 105408096 A CN105408096 A CN 105408096A
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adhesive
composites
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CN201480042203.5A
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卡桑·穆尔塔佐夫
皮埃尔·德罗莱特
皮埃尔·哈特
大卫·威尔逊
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LearJet Inc
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Abstract

一种复合材料包括具有顶面和底面的蜂窝层。蜂窝层包括在其中限定了多个巢室的多个壁。第一粘合剂层相邻于蜂窝层的顶面设置。第二粘合剂层相邻于蜂窝层的底面设置。第三粘合剂层相邻于蜂窝层的顶面上的第一粘合剂层设置。第一复合层相邻于蜂窝层的顶面上的第三粘合剂层设置。第二复合层相邻于蜂窝层的底面上的第二粘合剂层设置。至少第三粘合剂层包含在共固化时阻止沟槽在第一复合层内产生的粘性特性。

Description

包括防水阻隔层的复合材料
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年7月26日提交的名称为“包括防水阻隔层的复合材料(COMPOSITEMATERIALINCORPORATINGWATERINGRESSBARRIER)”的美国临时专利申请序列号61/858,967的优先权，所述美国临时专利申请在此以引用的方式整体并入。
发明领域
本发明涉及一种用于包括防水阻隔层的复合材料的构造。更具体地，本发明涉及一种可用于飞机的构造中的复合材料，其中复合材料包括由复合材料层夹在中间的蜂窝芯构造。
相关技术的描述
传统上，飞机已由金属材料制造。具体地，飞机传统上已由铝合金制成，所述铝合金结实且重量轻。
在最近几年中，偏向于开发包括复合材料的飞机和飞机部件的构造。在许多情况下，复合材料与其金属对应物相比趋于重量更轻。此外，在许多情况下复合材料与其金属对应物相比趋于更结实。
术语“复合材料”涵盖各种各样的不同材料。在讨论使用在飞机和其相关联部件和组件的构造中的复合材料时，存在至少两种类型的通常被现有技术采用的复合材料。第一种复合材料常常被称为“整体”复合材料。整体复合材料包括单向纤维织物(玻璃、碳等)的多个层，所述层在树脂存在下模塑在一起以形成一体结构。第二种复合材料常常被称为“蜂窝”复合材料，因为其通常包含被夹置在碳纤维织物层之间的蜂窝材料。如整体复合材料的情况一样，蜂窝材料和碳纤维织物层在树脂存在下模塑在一起以形成一体结构。
就蜂窝复合材料而言，蜂窝层(同许多蜂窝材料一样)非常结实但重量非常轻。如本领域技术人员所显而易见的，蜂窝材料更常见地包括小的、六角形气穴。所述气穴减小了包括蜂窝的材料的重量，这是蜂窝材料被使用在复合材料中的一个原因。然而，所述气穴提供了可在构造蜂窝复合材料的过程中或之后积聚呈蒸汽或液体形式的水的部位。
如下文更详细讨论的，存在可有助于水存在于蜂窝材料中的多种机制。两种主要的机制包括：(1)在材料的制造(包括非金属的酚醛树脂蜂窝的后固化)过程中将水、空气和挥发分夹带在复合材料中，和(2)在复合材料的使用寿命期间由于在使用时出现裂纹而导致水进入。虽然两种机制都是潜在的问题，但是第二种机制可能是非常严重的问题，特别是考虑到针对现代飞机设计的长使用寿命更是如此。
在构造蜂窝复合材料的过程中，为了使树脂固化在材料中，蜂窝复合材料经受升高的温度。虽然所述处理可能将一些水、空气和挥发分从复合材料逐出，但有可能的是，可能保留了一些材料，特别是水。所述水可形成复合材料可由其开始渐进性劣化的部位。
分别地，在制造复合材料过程中可能将裂纹(也称为“裂缝”)引入到复合材料中。如本文所用，术语“裂纹”旨在涵盖但不限于微裂纹、裂缝、微裂缝、孔、微孔、多孔空气通道、空隙、微空隙、路径、微路径、通道、微通道、弱化区等。应当理解，在复合材料中存在的水、空气和挥发分在固化处理过程中可能试图从材料中逸出。在水、空气和挥发分试图逸出时，其可能使得裂纹在复合材料中形成，所述裂纹在固化处理完成之后成为复合材料的固定部分。
此外，裂纹可在材料的使用寿命期间出现在复合材料中。例如可由于复合材料上的冲击或其他力导致裂纹产生。
裂纹提供了由其水可进入材料中并随后冷凝和/或积聚在蜂窝内的巢室中的部位。如从前述中所显而易见的，积聚在蜂窝中的水可形成复合材料可由其开始渐进性劣化的部位。
现有技术包括许多蜂窝复合材料实例，其中以下专利是代表性的。
欧洲专利号0722825(下文中称为“‘825专利”)描述了与蜂窝芯结合的树脂转移模塑。具体地，‘825专利描述了使用中心蜂窝芯材料12构造的产品10。(‘825专利第8栏第47-50行。)产品10包括被夹置在固化的预浸渍材料层16a、16b之间的粘合剂膜层14a、14b。(‘825专利第8栏第50-54行。)已使用树脂转移模制品(“RTM”)树脂体系浸渍的具有预成型纤维的固化层18a、18b位于预浸渍层16a、16b的外部。(‘825专利第8栏第54-58行。)
国际专利申请公布号WO95/29807(下文中称为“‘807申请”)描述了一种用于板制造的预刻痕泡沫。‘807申请描述了具有蜂窝芯元件32和边缘34的平坦的复合板，所述板的两面都用预浸渍树脂的纤维薄板38覆盖。(‘807申请第5页第9-14行。)
美国专利号5,685,940(下文中称为“‘940专利”)描述了复合构造中的粘附系紧板层。具体地，与现有技术结合，‘940专利描述了Hartz型复合蜂窝夹层板100，所述板100包括固定到中心蜂窝芯106的外面板102。(‘940专利第4栏第29-37行。)‘940专利还描述了可采用非支撑膜粘合剂108、阻隔膜110和稀松布支撑的膜粘合剂112(以所述顺序施加)来防止材料诸如树脂进入到蜂窝芯106中。(‘940专利第4栏第48-56行。)具体地，如图3所示，在没有阻隔膜110情况下，树脂118可填充蜂窝芯106的巢室114。(‘940专利第4栏第53-57行。)
美国专利号6,679,969(下文中称为“‘969专利”)描述了制造夹层板的方法，所述夹层板具有限定在膨胀材料的膜12的任一面上的开式巢室芯10、干阻隔织物14和干纤维的覆盖层16。(‘969专利第5栏第12-18行。)膨胀膜12在固化处理过程中膨胀为泡沫以部分地填充开式巢室芯10中的巢室10a。(‘969专利第5栏第37-43行。)
除使用阻隔层之外，现有技术似乎不能对以上提到的关于水进入的难题提供替代性解决方案。
应注意，针对现有技术阻隔层呈现出另一难题。在固化过程中，阻隔层可将水、空气和挥发分夹带于阻隔层和蜂窝层之间的粘合剂层中。这可能弱化由粘合剂层形成的粘结，这是应当避免的。此外，大多数阻隔层由热塑性材料制成，所述热塑性材料不能充分地粘结到粘合剂和相邻层和/或结构。因此，针对包括所述阻隔层的复合材料构造，阻隔层呈现出另外的工程挑战。
在融合所述因素的背景下开发了本发明。
发明概述
本发明解决了针对现有技术提到的一个或多个缺陷。
在一个可预期的实施方案中，本发明提供了包括具有顶面和底面的蜂窝层的复合材料。蜂窝层包括在其中限定了多个巢室的多个壁。所述材料还包括相邻于蜂窝层的顶面设置的第一粘合剂层、相邻于蜂窝层的底面设置的第二粘合剂层、相邻于蜂窝层的顶面上的第一粘合剂层设置的第三粘合剂层、相邻于蜂窝层的顶面上的第三粘合剂层设置的第一复合层、以及相邻于蜂窝层的底面上的第二粘合剂层设置的第二复合层。至少第三粘合剂层具有在共固化时阻止沟槽在第一复合层内产生的粘性特性。
在另一个可预期的实施方案中，复合材料还包括位于第二粘合剂层和蜂窝层的底面上的第二复合层之间的第四粘合剂层。第四粘合剂层具有在共固化时阻止沟槽在第二复合层内产生的粘性特性。
可预期的是，第一粘合剂层可与蜂窝层的顶面接触。
还可预期的是，第二粘合剂层可与蜂窝层的底面接触。
此外，一旦固化，则可预期第三粘合剂层就与第一粘合剂层形成化学键。
类似地，一旦固化，则可预期第四粘合剂层就与第二粘合剂层形成化学键。
在一个可预期的实施方案中，第一复合层可与第三粘合剂层接触。
在另一个可预期的实施方案中，第二复合层可与第四粘合剂层接触。
蜂窝层的壁可由悬浮在树脂基质中的芳族聚酰胺纤维制成。
第一复合材料和第二复合材料也可以由悬浮在树脂基质中的碳纤维制成。
在采用碳纤维的情况下，可将碳纤维织造到堆叠在彼此上的多层碳纤维织物中。
可预期的是，第三粘合剂层和第四粘合剂层可包含2-丁酮、四溴双酚A、环氧树脂、双氰胺和二氨基二苯砜。
还可预期的是，第三粘合剂层和第四粘合剂层为膜粘合剂。
第三粘合剂层和第四粘合剂层可具有约225-350℉(105-175℃)的固化温度。
第三粘合剂层和第四粘合剂层可具有约0.030-0.080psf(145-390gsm)之间的重量和约0.005-0.013英寸(0.13-0.33mm)之间的厚度。
或者，第三粘合剂层和第四粘合剂层可具有约0.03-0.05psf(145-245gsm)之间的重量。如果是这样的话，则第三粘合剂层和第四粘合剂层在75℉(24℃)下可具有约5770-6000psi(39.8-41.4MPa)之间的搭接剪切强度。
在一个可预期的实施方案中，第三粘合剂层和第四粘合剂层在组成上相同。
在另一个可预期的实施方案中，第一粘合剂层和第二粘合剂层在组成上相同。
可预期的是，第一粘合剂层在第一时间段时胶化并且第三粘合剂层在第二时间段时胶化。可预期第一时间段和第二时间段在彼此的±15％、±10％、±7％、±6％、±5％、±4％、±3％、±2％或±1％中的至少一个的范围内。
可预期的是，第一粘合剂层在固化周期期间具有第一最小粘度；第三粘合剂层在固化周期期间具有第二最小粘度；并且第二最小粘度是第一最小粘度的至少两倍大。
在以1℉/min(0.56℃/min)的速率加热时，第三粘合剂层和第四粘合剂层在固化周期期间可具有约2200P的最小粘度。
或者，在以3℉/min(或1.68℃/min)的速率加热时，第三粘合剂层和第四粘合剂层在固化周期期间可具有约1500P的最小粘度。
另外，在以5℉/min(或2.80℃/min)的速率加热时，第三粘合剂层和第四粘合剂层在固化周期期间可具有约1420P的最小粘度。
可预期的是，第三粘合剂层和第四粘合剂层具有约167min(±10％)的胶化时间。
或者，第三粘合剂层和第四粘合剂层可具有约127min(±10％)的胶化时间。
另外，第三粘合剂层和第四粘合剂层可具有约119min(±10％)的胶化时间。
本发明还提供一种制造复合材料的方法，所述方法包括提供具有顶面和底面的蜂窝层，所述蜂窝层具有在其中限定了多个巢室的多个壁；提供相邻于蜂窝层的顶面的第一粘合剂层；提供相邻于蜂窝层的底面的第二粘合剂层；提供相邻于蜂窝层的顶面上的第一粘合剂层的第三粘合剂层；提供相邻于蜂窝层的顶面上的第三粘合剂层的第一复合层；提供相邻于蜂窝层的底面上的第二粘合剂层的第二复合层；以及固化蜂窝层、第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层、第一复合层和第二复合层。至少第三粘合剂层表现出在共固化过程中阻止沟槽在第一复合层内产生的粘性特性。
或者，本发明提供一种制造复合材料的方法，所述方法包括提供具有顶面和底面的蜂窝层的夹层布置，第一粘合剂层相邻于蜂窝层的顶面设置，第二粘合剂层相邻于蜂窝层的底面设置，第三粘合剂层相邻于蜂窝层的顶面上的第一粘合剂层设置，第一复合层相邻于蜂窝层的顶面上的第三粘合剂层设置，并且第二复合层继蜂窝层的底面上的第二粘合剂层之后设置。所述方法包括在l℉/min和5℉/min之间的加热速率下固化夹层布置以便得到复合材料。在固化过程中，第一粘合剂层和第三粘合剂层具有在彼此的10％内的胶化时间，并且第一粘合剂层的最小粘度是第三粘合剂层的最小粘度的至少一半。
从以下的段落中，本发明的其他方面将变得显而易见。
附图简述
现在将结合本发明的附图来描述本发明，其中：
图1为飞机样式的一个实例的图形顶视图，所述飞机样式可具有本发明的蜂窝复合材料的一个或多个板；
图2为现有技术中已知的蜂窝复合材料的一部分的图形侧视图；
图3为图2中所示的蜂窝复合材料的图形侧视图，所述侧视图示出了表面裂纹和直立裂纹的出现；
图4为图3中所示的蜂窝复合材料的图形侧视图，所述侧视图示出了由图3中所示的直立裂纹的形成而导致的水在蜂窝层的一个巢室中的存在；
图5为图4中所示的蜂窝复合材料的图形侧视图，所述侧视图示出了在那些巢室之一中的水的冻融反复循环之后蜂窝巢室的壁结构中缺陷的出现；
图6为图5中所示的蜂窝复合材料的图形侧视图，所述侧视图示出了由蜂窝层中巢室结构的壁的缺陷出现而导致的水从蜂窝层中的初始巢室到相邻巢室的渗透；
图7是根据本发明的一个实施方案的蜂窝复合材料的图形侧视图；
图8为图7中所示的蜂窝复合材料的一部分的放大的图形侧视图，所述侧视图示出了在本发明的制造过程中粘合剂层对一个巢室壁的嵌边；
图9为概述了制造根据本发明的复合材料的第一方法的流程图；以及
图10为概述了制造根据本发明的复合材料的第二方法的流程图。
本发明实施方案的详述
现在将结合其一个或多个实施方案来描述本发明。对实施方案的讨论并非旨在限制本发明。相反，对实施方案的任何讨论旨在示例本发明的广度和范围。如本领域技术人员所显而易见的，在不脱离本发明的范围的情况下，可采用本文所述的实施方案的变型和等同物。旨在所述变型和等同物由本专利申请的范围涵盖。
现在将在喷气式飞机构造的背景下讨论本发明，其中一个或多个喷气式发动机(也称为涡轮发动机或涡轮风扇发动机)被固定(或附接)到飞机的机身。虽然本发明是在所述背景下讨论的，但是本发明并非旨在仅限于具有喷气式发动机的飞机的构造。可预期的是，如本领域技术人员所显而易见的，本发明可以结合其他类型的飞机来使用。此外，本发明可使用在其他类型交通工具(包括但不限于汽车、船、列车等)的构造中。
关于以下讨论，应注意，认为特定的方向惯例是本领域技术人员所已知的。方向惯例是与飞机的向前行进方向一致的。在所述背景下，术语“向前”(或其等同物)是指飞机的前端(或头部)。术语“后部”(或其等同物)是指飞机的尾端(后端或尾翼)。术语“右侧”(或其等同物)是指如由飞机的前端和尾端所限定的飞机的右侧(或右舷侧)。术语“左侧”(或其等同物)是指也如由其前端和尾端所限定的飞机的左侧(或入口侧)。
此外，术语“纵向的”是指从飞机的前端到后端延伸的飞机的纵向方向。术语“横向的”从飞机的右侧到左侧延伸的飞机的横向方向(即，如由飞机的翼展所限定的)。如所显而易见的，横向方向正交于纵向方向。术语“上”(或顶)和“下”(或底)是指在飞机停在地面上时飞机的垂直方向或垂直取向。
图1为其上可采用本发明的蜂窝复合材料的类型的飞机10的透视图。飞机10包括具有前端(头部)14和后端(或尾翼)16的机身12。右机翼18和左机翼20都附接到机身12。此外，机身12包括在后端16处的尾翼部分(或机尾)22。飞机10还包括连接到机翼18、20的机身12后面的右发动机24和左发动机26。舱门28允许对飞机10的内部机舱的进出。
如本领域技术人员可显而易见的，图1中所示的飞机10更常见地被称为个人或私人喷气式飞机。私人喷气式飞机可用于个人和/或团体旅行。私人喷气式飞机可与商用喷气式飞机区分开来，因为私人喷气式飞机通常更小并且包括比商用飞机更适度的座位密度。
虽然本发明可在使用在私人喷气式飞机上，但是本发明并不旨在限于私人喷气式飞机。相反，可预期本发明可适用于任何尺寸和类型的飞机，包括了商用飞机、客机。此外，可预期本发明可适用于除了飞机之外的设备的构造。所述交通工具包括但不限于轨道车、汽车、船、休闲车等等。
在讨论本发明的详细说明之前，结合图2-6讨论了如以上指出的关于蜂窝复合材料可能产生的所选难题的简要概述。所述讨论给出针对用于现有技术中已知的蜂窝材料的一种构造。至少由于这个原因，图2-6被标记为“现有技术”。
图2示出了为现有技术中已知的蜂窝芯夹层构造材料30的一个现有技术实例。蜂窝芯夹层构造材料30包括蜂窝层32，所述蜂窝层32最常见地包括由壁36分割开的多个六角形巢室34。蜂窝层32通过顶层织物和底层织物被限定在顶面38和底面40上，所述顶层织物和底层织物由浸渍有合适的树脂的顶部多层碳纤维层压体42和底部多层碳纤维层压体44形成。顶部粘合剂层46和底部粘合剂层48设置于蜂窝层32和碳纤维层压层42、44之间。粘合剂层46、48将蜂窝层32固定到碳纤维层压层42、44。
图3为图2中所示的蜂窝芯夹层构造材料30的图解。在此图解中，示出了裂纹50(也称为表面裂纹50)。表面裂纹50旨在说明在顶部碳纤维层压层42中部分地延伸穿过顶部碳纤维层压层42的缺陷。图3中示出了第二裂纹52。所述第二裂纹52完全地延伸穿过顶部碳纤维层压层42。基于此原因，第二裂纹52被称为直立裂口52或直立裂纹52。直立裂纹52形成了从蜂窝层32中的一个巢室34到蜂窝芯夹层构造材料30的外部的路径。
关于图3，可预期裂纹50、52还可形成自蜂窝层32并且向蜂窝芯夹层构造材料30的顶面38和/或底面40延伸。换句话说，裂纹50、52不一定会在蜂窝芯夹层构造材料30的外部处开始。相反，裂纹50、52可从内部，即首先在蜂窝层32处或其附近开始。此外，部分裂纹50可从蜂窝芯夹层构造材料30的内部和外部两者开始，并且在中间某处相接以形成直立裂纹52。
对于术语“直立裂纹52”，应注意直立裂纹52可用其他名称称呼。例如，如以上提到的，术语“直立裂纹”旨在涵盖但不限于微裂纹、裂缝、微裂缝、孔、微孔、多孔空气通道、空隙、微空隙、路径、微路径、通道、微通道、弱化区等。无论直立裂纹52的形成方式或其使用的名字如何，本发明旨在解决所述直立裂纹52在蜂窝芯夹层构造材料30中的形成。
将表面裂纹50表示为顶部碳纤维层压层42中的次要缺陷。表面裂纹50可因蜂窝芯夹层构造材料30上的冲击而产生。或者，表面裂纹50可由于任何其他多种因素(包括但不限于循环疲劳)而开始。就其本身而言，不认为表面裂纹50是非常严重的问题，因为裂纹50不延伸穿过蜂窝芯夹层构造材料30到构成蜂窝层32的一个巢室34中。虽然随着时间推移表面裂纹50可呈现出更严重的问题，但是同样有可能表面裂纹50可能是无害的，这意指裂纹50在蜂窝芯夹层构造材料30的整个使用寿命期间保持静止或不变。
如所提到的，有可能裂纹50可能蔓延(或与其他裂纹50合并)直到其变为第二类型的裂纹，具体地为直立裂纹52。直立裂纹52是有问题的，因为其具有形成用于水进入蜂窝层32中的一个巢室34中的路径的可能性。如图4所示，当水54进入蜂窝层32时，存在劣化蜂窝芯夹层构造材料30的可能性。
或者，直立裂纹52可出现自蜂窝芯夹层构造材料30的内部。具体地，如以上提到的，有可能蜂窝层32中的水、空气或挥发分在升高的温度下发生的固化处理过程中可试图从蜂窝层32中逸出。如果水、空气和/或挥发分使从蜂窝层32到蜂窝芯夹层构造材料30的外部的路径形成，则所述替代性方法可能在蜂窝芯夹层构造材料30中形成直立裂纹52。如以上提到的，直立裂纹52可从蜂窝芯夹层构造材料30的外部蔓延到内部。
无论形成直立裂纹52的机制如何，直立裂纹52的形成是应当避免的。
图4示出了穿过直立裂纹52进入一个巢室34后的水54。在此图解中，认为暴露于环境的蜂窝芯夹层构造材料30的外部是所述材料的顶部38。如果水54穿过直立裂纹52进入巢室34，则水54可积聚在巢室34中。如所显而易见的，巢室34的取向不是关键的，因为无论蜂窝芯夹层构造材料30的取向如何，水54都可积聚在一个或多个巢室34中。
如本领域技术人员所显而易见的，在水54冻结时，其固态比其液态占更大体积。换句话说，冻结水54比液态水54的密度更小。因此，在水54冻结时，其发生膨胀。如果水54积聚在一个或多个巢室34中并且冻结，则水54发生膨胀，从而在蜂窝层32的壁36上施加的压力增大。如果由正在冻结(或已冻结)的水54施加的压力超过壁36承受压力的能力，则壁36将在所述压力下发生断裂。水54的反复冻融加剧了此问题。考虑到飞机10在飞行过程中经历冻结点以上和冻结点以下的温度，预期发生水54的循环汽化、升华、冷凝和/或冻结。
图5示出了在巢室34的壁36中的孔56、58，其中孔56、58表示蜂窝层32的断裂，所述断裂是由经由直立裂纹52进入蜂窝层32的水的反复冻融导致的。破裂孔56、58表示壁36的断裂，所述壁36形成了蜂窝层32的巢室34。
如果蜂窝芯夹层构造材料30处于使用中并且没有检测出直立裂纹52，则有可能更多的水54可穿过直立裂纹52进入到巢室34中。然后破裂孔56、58允许水54迁移到相邻巢室34，如图6所示的。
如本领域技术人员所显而易见的，如果一个或多个巢室34变得充满水54，则例如水54可能对相邻层施加压力从而导致对相邻层的损坏。所述损坏包括但不限于皮肤(即，碳纤维层压层42、44)从蜂窝芯32上脱层。
图7示出了根据本发明的蜂窝芯夹层构造材料60。
蜂窝芯夹层构造材料60包括由多个巢室64构成的蜂窝层62。巢室64被壁66分开。可预期的是，巢室为六角形的，正如其名称所暗示的。然而，如本领域技术人员所显而易见的，在不脱离本发明的范围的情况下，巢室的形状可不同于六角形形状。例如，巢室64可以是矩形、方形等。
可预期蜂窝层62的壁66由悬浮在树脂中的芳族聚酰胺纤维制成。芳族聚酰胺纤维可以是织造的或非织造的。合适的芳族聚酰胺纤维的一个实例是以名出售的，所述为E.I.DuPontdeNemours公司(地址：1007MarketStreet,Wilmington,Delaware19898)的注册商标。在替代性实例中，在不背离本发明的范围的情况下，可采用任何合适的芳族聚酰胺纤维来构造蜂窝层62。另外，可预期蜂窝层62的壁66可由适合的嵌入在树脂材料中的碳纤维材料形成。在不脱离本发明的范围的情况下，可采用其他材料诸如芳族聚酰胺、玻璃等。
可预期蜂窝芯夹层构造材料60通过顶部碳纤维层压层72被限定在其顶面68上。可预期蜂窝芯夹层构造材料60通过底部碳纤维层压层74被限定在其底面70上。
可预期顶部碳纤维层压层72和底部碳纤维层压层74是由悬浮在树脂基质中的多个织造碳纤维织物构造。可预期构成碳纤维层压层72、74的每个不同的碳纤维织物层在不同的方向取向以使单个的碳纤维复合层72、74的强度最大化。然而，如本领域技术人员所显而易见的，可预期单个的碳纤维复合层的具体取向由蜂窝芯夹层构造材料60的使用位置决定。虽然预期碳纤维织物层为织造织物层，但是还可预期一些或所有碳纤维织物层可由非织造纤维制成。
也如本领域技术人员所显而易见的，顶部碳纤维层压层72和底部碳纤维层压层74不一定全部由悬浮在树脂基质中的碳纤维织物制成。可预期的是，一个或多个层可包含芳族聚酰胺纤维组分。此外，可预期一种或多种其他类型的材料可以包含在碳纤维复合层72、74中。例如，可采用一种或多种聚酰胺材料或细丝。聚酰胺包括但不限于诸如尼龙的材料。
在碳纤维层压层72、74和蜂窝层62之间，提供了顶部粘合剂层76和底部粘合剂层78。粘合剂层76、78可以为与以上所述的粘合剂层46、48相同的材料。或者，粘合剂层76、78可由不同类型的粘合剂制成。
顶部中间粘合剂层80被夹置在顶部粘合剂层76和碳纤维层压层72之间。类似地，底中间粘合剂层82被夹置在底部粘合剂层78和碳纤维层压层74之间。如所显而易见的，中间粘合剂层80、82表示了与现有技术的至少一种的不同。
在更详细地讨论中间粘合剂层80、82之前，应注意构成图7所示的蜂窝芯夹层构造材料60的不同层被图示为对称地设置在蜂窝层62的任一面上。虽然这是优选的布置，但是不一定对称地构造或设置所述层来实践本发明。例如，顶部碳纤维层压层72可以比底部碳纤维层压层74厚。此外，顶部粘合剂层76的粘合剂可不同于底部粘合剂层78所采用的粘合剂。如所显而易见的，存在可以用于不同层的许多种变型。可由本领域技术人员预期的变型旨在由本发明涵盖。
此外，虽然根据轴向对称的蜂窝芯夹层构造材料60描述了本发明，但是也可预期本发明涵盖轴向不对称的变型。例如，可预期在一个实施方案中，可省略底中间粘合剂层82，从而仅留下顶部中间粘合剂层80。在另一个可预期的实施方案中，底中间粘合剂层82可由不同层或粘合剂整体替换。如所显而易见的，可能的变型的数量是相当大的。可预期这些变型由本发明涵盖。
应注意，本发明的蜂窝芯夹层构造材料60可使用于飞机10的多个不同部件中的任一个。蜂窝芯夹层构造材料60可用于构造发动机舱。蜂窝芯夹层构造材料60可形成机身12的一部分。蜂窝芯夹层构造材料60可形成机翼18、20的一部分(或全部)。另外，蜂窝芯夹层构造材料60可被结合到飞机10的一个或多个控制表面中。如所显而易见的，本发明的蜂窝芯夹层构造材料60的应用并不限于飞机10上的任何一个特定区域。
返回到图7，中间粘合剂层80、82被提供在顶部粘合剂层76和底部粘合剂层78与顶部碳纤维层压层72和底部碳纤维层压层74之间。可预期中间粘合剂层80、82由具有固化特性(包括粘度)的粘合剂材料制成，所述固化特性使得在中间粘合剂固化时，中间粘合剂层80、82的完整性在固化处理过程中得以保持。
重新参考图2-6，在固化处理过程中，当各种层经受升高的温度(与环境温度相比)时，巢室34中的空气膨胀，从而对其相邻层施加压力。在固化阶段过程中，有可能圈闭在一些巢室34中的水、空气和挥发分可能找到从巢室34到蜂窝芯夹层构造材料30的外部的逸出路径。如果是这样的话，则可预期逸出的空气可能形成裂纹50、52。
中间粘合剂层80、82具有足够的粘度以至于其能防止(或至少减弱)水、空气和挥发分在蜂窝芯夹层构造材料60中形成一个或多个裂纹50、52(具体地，直立裂纹52)。换句话说，中间粘合剂层80、82对力(例如，来自水、气体、空气和/或挥发分的压力)具有足够的抵抗性以防止(或者至少明显地阻止)直立裂纹52在蜂窝芯夹层构造材料60中的形成。
针对本发明可预期的中间粘合剂层80、82的特性包括足够的粘度以当蜂窝芯夹层构造材料60在固化过程中受热时防止(或者至少明显地阻止)可能存在于巢室64中的水(例如，水蒸汽)、空气和(酚醛树脂)挥发分的排出。至少基于同一原因，可预期中间粘合剂层80、82具有低孔隙度。预期低孔隙度(例如，低渗透性)连同相对较高粘度一起阻止直立裂纹52的产生。
图8示出了中间粘合剂层80、82的其他特性。在图8中，仅示出了蜂窝芯夹层构造材料60的下半部。如所显而易见的，底中间粘合剂层82的任何讨论同样适用于顶部中间粘合剂层80。虽然壁66被示出为终接在中间粘合剂层82处，但是此图解并非旨在传达壁66必须终接在所述位置处。如本领域技术人员所显而易见的，壁66可终接在中间粘合剂层82的顶表面和底表面的中间位置或一些其他合适末端处。
如以上提到的，中间粘合剂层82具有相对较高的粘度。因此，中间粘合剂层82在固化处理过程中保持稳定的定位。另一方面，针对底部粘合剂层78所选的粘合剂的粘性较小。因此，形成底部粘合剂层78的粘合剂具有对巢室64的壁66嵌边的倾向。如图所示，这意指形成底部粘合剂层78的粘合剂具有在壁66和底部碳纤维层压层74之间的交叉处产生抛物线形状84(即嵌边84)的倾向。通过形成底部粘合剂层78的粘合剂对壁66嵌边来在壁66和相邻于底部粘合剂层78的层之间产生薄的粘合剂(形成底部粘合剂层78)部分，所述壁66可提供可使空气透过底部粘合剂层78的位置。中间粘合剂82抵抗由巢室64中的气体压力导致的试图渗透碳纤维层压层74，从而避免(或者至少极大减少)了一个或多个直立裂纹52的产生。
如本领域技术人员所显而易见的，复合材料的制造方法分为两类：(1)需要在高压釜中固化的制造方法(其包括在固化处理过程中在复合材料上施加外压力)，和(2)不需要在高压釜中固化的制造方法(所谓的“非高压釜”或OOA材料，其在固化过程中不需要施加外压力)。可预期本发明适用于使用高压釜制造的复合材料并且还适用于在不用高压釜情况下可制造的那些材料(或称为OOA材料)。具体地，可预期本发明优选地适用于在不用高压釜情况下制备的复合材料(即非高压釜(或OOA)材料)。
预期中间粘合剂层80、82在构造蜂窝芯夹层构造材料60的过程中以片的形式来应用。因而，可预期中间粘合剂层80、82中的每个层以层的形式被展开在基底材料上。中间粘合剂层80、82可以是发粘的或不发粘的。
本发明涵盖的是，粘合剂层76、78可以是由CytecEngineeredMaterials,Inc.(公司地址：5GarrettMountainPlaza,WoodlandPark,NewJersey07424)制造的300-2膜粘合剂层。(“FM”是Cytec,Inc.的注册商标)
参考300-2膜粘合剂的技术数据表，提供了粘合剂层76、78的以下特性。(参见来自CytecEngineeredMaterials的300-2膜粘合剂技术数据表(于2011年9月27日公布的第2次修订)(AEAD-00004)，其内容以引用的方式并入本文)。
300-2膜粘合剂为也由CytecEngineeredMaterials提供的300膜粘合剂的250℉(120℃)固化型。300-2在不需要350℉(175℃)固化周期的情况下提供相同的高温性能、粘稠性和应力/应变特性的300膜粘合剂。针对共固化和二次复合粘结应用而开发了300-2膜粘合剂。使得所需的固化温度降低，从而允许在远低于复合材料的玻璃化转变点时可进行结构的二次粘结。300-2膜粘合剂还提供最佳的流动控制，这是共固化复合粘结所期望的。300-2膜粘合剂可在67℉至300℉(-55℃至149℃)的使用温度下来使用并且在高湿度环境中具有优异的耐潮性和耐腐蚀性而机械特性没有明显的降低。
再次，继续参考技术数据表，可预期粘合剂层76、78具有0.030-0.100psf(磅/平方英尺)(147-489gsm(克/平方米))的公称重量和0.005-0.016英寸(0.13-0.41mm)的公称厚度。在环境温度(75℉，即24℃)下，可预期粘合剂层76、78具有4850-5900psf(33.5-40.7gsm)的搭接剪切强度、30-35in-lb/in(英寸-磅/英寸)(130-160Nm/m)的金属-对-金属滚筒剥离强度、17-52in-lb/3in(25-77Nm/m)的蜂窝夹层剥离强度和592-1240psi(4.08-8.56MPa)的平板拉伸强度。
还可预期粘合剂层76、78(300-2膜粘合剂)由2-丁酮(也称为甲基乙基酮(“MEK”))制成。此外，可预期粘合剂层76、78与以下组分组合：(1)2-丁酮、(2)四溴双酚A、(3)环氧树脂、(4)双氰胺和(5)二氨基二苯砜，其中主要组分为环氧树脂。所述构成成分并非旨在限制本发明。(Chada,S.等人,CombinedFTIR/IFMAnalysisofBondedJoints,ChemistryandChemicalEngineeringDepartment,SouthDakotaSchoolofMinesandTechnology,第1页(未注明日期的报告)，其全部内容以引用的方式并入本文。)(还参见Kohli,DalipK.,Improved121℃CuringEpoxyFilmAdhesiveforCompositeBondingandRepairApplications:300-2AdhesiveSystem,InternationalJournalofAdhesion&Adhesives19,第231-242页(1999)，其全部内容以引用的方式并入本文。)
继续参考由CytecEngineeredMaterials出售的300-2膜粘合剂的技术数据表，提供了关于粘合剂层76、78的以下的其他信息。
下文提供的表1提供了针对粘合剂层76、78的所选实施方案的公称重量和公称厚度的概述。
表1
产品编号 公称重量，psf(gsm) 公称厚度，英寸(mm)
FM 300-2K膜粘合剂 0.100(489) 0.016(0.41)
FM 300-2K膜粘合剂 0.080(391) 0.013(0.33)
FM 300-2M膜粘合剂 0.050(244) 0.008(0.20)
FM 300-2M膜粘合剂 0.060(293) 0.010(0.25)
FM 300-2M膜粘合剂 0.030(147) 0.005(0.13)
FM 300-2U膜粘合剂 0.030(147) 0.005(0.13)
下文提供的表2概述了针对粘合剂层76、78的所选实施方案的机械特性。
表2
下文提供的表3概述了关于固化周期对针对粘合剂层76、78的所选实施方案的所选物理特性的影响的具体信息。
表3
下文的表4提供了关于购得的热塑性基底与300-2膜粘合剂的复合粘结的所选信息，所述复合粘结为针对粘合剂层76、78的一个可预期的实施方案。
表4
下文提供的表5总结了关于针对粘合剂层76、78可预期的所选实施方案的热塑性复合基底的二次粘结的具体信息。
表5
下文的表6包括了针对具有127底漆的300K膜粘合剂(0.06psf(293gsm))所选的KGR-1应变数据。
表6
如所显而易见的，以上提供的粘合剂层76、78的细节并非旨在限制本发明。
具体地，虽然所描述的实施方案涉及包含环氧树脂的粘合剂，但是本发明的粘合剂层76、78不一定是环氧树脂基的材料。相反，可在不脱离本发明的范围的情况下采用任何其他适合类型的粘合剂。
本发明涵盖的是，中间粘合剂层80、82可以是300-2中间粘合剂层。提供了以下的其他具体详情。这些具体详情获自以下的技术数据表：所述表为来自CytecEngineeredMaterials的300-2中间层粘合剂技术数据表(未注明日期)，其内容以引用的方式并入本文。)
300-2中间层粘合剂被描述成为降低复合结构中的剪切应力集中而开发的高应变、低流动、改性的环氧树脂粘合剂膜。300-2中间层粘合剂被设计成经过复合材料固化周期保持为分立层。300-2中间层粘合剂被建议用于与最高250℉至350℉(120℃至175℃)的环氧树脂基先进复合材料的共固化。300-2中间层粘合剂在呈膜的形式时具有0.012psf(59gsm)至0.08psf(390gsm)之间的重量的高粘度。
下文提供的表7提供了针对中间粘合剂层80、82的所选实施方案的公称重量和公称厚度的概述。
表7
在最小压力情况下，300-2中间层粘合剂的固化可以在225℉至350℉(105℃至175℃)范围内变化，这确保了与待粘结在一起的相邻层的适当匹配。在组装相邻层之后，可在250℉(120℃)下将40psi(0.26MPa)的压力施加30至120分钟。或者，可在250℉(120℃)下将40psi(0.26MPa)的压力施加60分钟。
下文提供的表8总结了可用于中间粘合剂层80、82的300-2中间层粘合剂的一些机械性能特性。
表8
下文提供的表9传达了关于可用于中间粘合剂层80、82的300-2中间层粘合剂的共固化数据特性的所选信息。
表9
如同粘合剂层76、78，可预期中间粘合剂层80、82由环氧树脂制成。还可预期中间粘合剂层80、82可包含2-丁酮、四溴双酚A、双氰胺和二氨基二苯砜的一种或多种。如所显而易见的，这些材料仅仅是可包含在中间粘合剂层80、82中的材料类型的示例。
如从前述中所显而易见的，所期望的本发明的中间粘合剂层80、82的一个方面是中间粘合剂层80、82的粘度。具体地，可预期中间粘合剂层80、82将具有这样的粘度和/或渗透性：其足以防止(或至少极大阻止)可能存在于蜂窝层62的任一巢室64中的水、空气和挥发分的除气。具有足够粘度的中间粘合剂层80、82被认为是一种这样的层：其能够抵抗由夹带的水、空气和挥发分在其上施加的压力，同时阻止可能导致直立裂纹52的出现的孔或裂纹的形成。
因此，可预期本发明的中间粘合剂层80、82具有约1400-30,000P(泊)之间的或更大的粘度，所述粘度是其在固化处理过程中的最小测量值。一旦固化，则可预期中间粘合剂层80、82具有约1,000,000-3,000,000P之间的或更大的粘度。
应注意，在将固化时间和温度考虑在内时，中间粘合剂层80、82的粘度不是恒定的。在施加中间粘合剂层80、82之后，但在固化之前，预期中间粘合剂层80、82具有初始粘度。在固化处理过程中，在加热中间粘合剂层80、82时，可预期粘度在中间粘合剂层80、82因固化而开始凝固之前降至最小值。在固化处理结束时，对于被固化(或交联)时的材料而言，可预期中间粘合剂层80、82具有最大粘度。此时，因为中间粘合剂层80、82被固化，于是其与紧邻其的层中树脂(和其他材料)进行交联或化学键合，所以中间粘合剂层80、82基本上达到固体的特性。
也如本领域技术人员所显而易见的，在粘合剂(诸如对于中间粘合剂层80、82所采用的粘合剂)固化之前，粘合剂处于预胶化状态。在固化处理的某一时刻，用于中间粘合剂层80、82的粘合剂发生胶化。将从预胶化状态到胶化状态的时间称为胶化时间。
对粘合剂来说，加热(或固化)粘合剂的速率对粘合剂的粘度具有影响。具体地，对本发明的粘合剂层80、82适用的是，固化速率越高，粘度越小。因为中间粘合剂层80、82的粘度有助于中间粘合剂层80、82避免孔形成(并且由此有助于蜂窝芯夹层构造材料60避免直立裂纹52的形成)的能力，所以固化速率是相关变量。
因此关于本发明的中间粘合剂层80、82，可预期中间粘合剂层80、82在环境温度(约75℉，即24℃)下具有约20,000P±3,000P的粘度。如果施加1℉/min(或0.56℃/min)的固化速率，则可预期中间粘合剂层80、82的粘度降低至约2200P的最小值。在固化每个中间粘合剂层80、82时，粘度在胶化点增加至约2,600,000P的值。在此实施例中，可预期胶化时间为约167分钟(±10％)。
如果施加3℉/min(或1.68℃/min)的固化速率，则可预期中间粘合剂层80、82的粘度由初始值降低至约1500P的最小值。在固化中间粘合剂层80、82时，粘度在胶化点增加至约2,000,000P的值。在此实施例中，可预期胶化时间为约127分钟(±10％)。
如果施加5℉/min(或2.80℃/min)的固化速率，则可预期中间粘合剂层80、82的粘度由初始值降低至约1420P的最小值。在固化中间粘合剂层80、82时，粘度在胶化点增加至约2,000,000P的值。在此实施例中，可预期胶化时间为约119分钟(±10％)。
关于1-5℉/min(0.56-2.80℃/min)中的每个固化速率，可预期温度将升至合适量值，诸如约200℉±10℉(93.33℃±2.78℃)并且在合适温度下保持一段时间，从而允许材料固化。将所述时间段称为“保温(dwell)”时间段。在保温时间期间，中间粘合剂层80、82与其他层一起共固化。在固化过程中，中间粘合剂层80、82的粘度增加。将温度保持在保温温度下使得中间粘合剂层80、82的粘度增加，而没有使中间粘合剂层80、82经受由可能存在于材料中的空气、水或挥发分导致的非所需的压力。虽然保温时间取决于多个变量，但是典型的保温时间是大约90-120分钟。当然，在不脱离本发明的范围的情况下，保温时间可以更大或更小。
应注意，当这些值与典型的粘合剂(诸如用于粘合剂层76、78的粘合剂)相比时，中间粘合剂层80、82的粘合剂具有的粘度比粘合剂层76、78的粘合剂大约三倍(或更多)。
因此，相比之下，如果施加1℉/min(或0.56℃/min)的固化速率，则可预期粘合剂层76、78的粘度由约50,000P±6,000P)的初始值降低至约580P的最小值。在固化粘合剂层76、78时，粘度在胶化点增加至约1,000,000P的值。在此实施例中，可预期胶化时间为约178分钟(±10％)。
如果施加3℉/min(或1.68℃/min)的固化速率，则可预期粘合剂层76、78的粘度由初始值降低至约510P的最小值。在固化粘合剂层76、78时，粘度在胶化点增加至约1,000,000P的值。在此实施例中，可预期胶化时间为约126分钟(±10％)。
如果施加5℉/min(或2.80℃/min)的固化速率，则可预期粘合剂层76、78的粘度由初始值降低至约480P的最小值。在固化粘合剂层76、78时，粘度在胶化点增加至约1,000,000P的值。在此实施例中，可预期胶化时间为约115分钟(±10％)。
粘合剂层76、78和中间粘合剂层80、82的胶化时间优选地是彼此匹配或极其接近的，由此使得粘合剂层76、78、80、82在大约相同时间时固化。这是优选的原因是当粘合剂层76、78、80、82共固化时，它们被认为在它们之间形成了最强的交联键。因此，可预期中间粘合剂层80、82的胶化时间是与粘合剂层76、78的胶化时间匹配或极其接近的。因为不可预期两种材料在完全相同的时间中固化，所以优选胶化时间在±15％内。更优选的是，胶化时间在10％内。另外，优选胶化时间在7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％内，其中较低的差值优于较高的差值。
应注意，期望粘合剂层76、78、80、82在胶化点后固化一段时间。这确保了在将蜂窝芯夹层构造材料60从发生固化的炉膛(或其他加热设备诸如高压釜)中取出之前，粘合剂层76、78、80、82被完全固化。如本领域技术人员所显而易见的，可预期粘合剂层76、78、80、82的粘度在胶化点之后的再加热情况下增加至较高的值。
如以上提到的，中间粘合剂层80、82在固化周期期间具有最小粘度，所述最小粘度比粘合剂层76、78的最小粘度大约三倍(或更多)。优选的是，中间粘合剂层80、82的最小粘度比粘合剂层76、78的最小粘度大至少两倍。在另一个实施方案中，如以上指出的，差值为约三倍。在另一个实施方案中，差值超过三倍。
图9示出了用于制造根据本发明的复合材料(具体地蜂窝芯夹层构造材料60的变型)的第一方法86。
方法86始于88处。
方法86进行到步骤90，在这个步骤中提供了蜂窝层62。
方法86进行到步骤92，在这个步骤中提供了相邻于蜂窝层62的顶面的第一粘合剂层。第一粘合剂层可以是例如顶部粘合剂层76。
然后方法86进行到步骤94，在这个步骤中提供了相邻于蜂窝层62的底面的第二粘合剂层。所述第二粘合剂可以是例如底部粘合剂层78。
方法86进行到步骤96，在这个步骤中提供了相邻于第一粘合剂层的第三粘合剂层。在这个步骤96中，例如提供了相邻于顶部粘合剂层76的顶部中间粘合剂层80。
方法86进行到步骤98。在步骤98处，提供了相邻于第三粘合剂层的第一复合层。具体地，可预期提供相邻于顶部中间粘合剂层80的顶部碳纤维层压层72。
在步骤100处，方法86包括提供了相邻于第二粘合剂层的第二复合层的步骤。例如，在此步骤处，提供了相邻于底部粘合剂层78的底复合纤维层压层74。
然后，方法86进行到步骤102。在步骤102处，对蜂窝层、第一粘结剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层、第一复合层和第二复合层进行共固化。与以上所讨论一致，对蜂窝层62、粘合剂层76、78、顶部中间粘合剂层80和碳纤维层压层72、74完成共固化。
方法86在步骤104处结束。
图10示出了用于制造根据本发明的复合材料(具体地蜂窝芯夹层构造材料60)的第二方法106。
方法106与方法86共有许多步骤。方法106不同于方法86，因为增加了第二中间粘合剂层。具体地，方法106包括提供底中间粘合剂层82，如下文所讨论的。方法106中的相同步骤与方法86中的相同步骤共用参考编号。
方法106始于108处。
方法106进行到步骤90，在这个步骤中提供了蜂窝层62。
方法106进行到步骤92，在这个步骤中提供了相邻于蜂窝层62的顶面的第一粘合剂层。第一粘合剂层可以是例如顶部粘合剂层76。
然后方法106进行到步骤94，在这个步骤中提供了相邻于蜂窝层62的底面的第二粘合剂层。所述第二粘合剂可以是例如底部粘合剂层78。
方法106进行到步骤96，在这个步骤中提供了相邻于第一粘合剂层的第三粘合剂层。在这个步骤96中，例如提供了相邻于顶部粘合剂层76的顶部中间粘合剂层80。
然后，方法106进行到步骤110。在此处，提供了相邻于第二粘合剂层的第四粘合剂层。在本发明的背景下，第四粘合剂层是例如底中间粘合剂层82。如所提到的，第二粘合剂层是底部粘合剂层78。
方法106进行到步骤98。在步骤98处，提供了相邻于第三粘合剂层的第一复合层。具体地，可预期提供相邻于顶部中间粘合剂层80的顶部碳纤维层压层72。
在步骤112处，方法106包括提供了相邻于第四粘合剂层的第二复合层的步骤。例如，在此步骤处，提供了相邻于底中间粘合剂层82的底复合纤维层压层74。
然后，方法86进行到步骤114。在步骤114处，对蜂窝层、第一粘结剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层、第四粘合剂层、第一复合层和第二复合层进行共固化。与以上所讨论一致，对蜂窝层62、粘合剂层76、78、中间粘合剂层80、82和碳纤维层压层72、74完成共固化。
方法106在步骤116处结束。
如从前述中所显而易见的，可预期以适用于构造蜂窝芯夹层构造材料60的任何顺序来实施方法86、106中的步骤。虽然可采用任何特定的顺序，但是可预期蜂窝芯夹层构造材料60将由一系列层从最底层到最顶层构建。或者，蜂窝芯夹层构造材料60可从最顶层到最底层构建。在另一个可预期的实施方案中，蜂窝芯夹层构造材料60是从蜂窝材料62向外制造的。
在另一个可预期的实施方案中，所述层可以是预组装的，并且随后共固化。如果是这样的话，则如以上提到的，可预期以1℉/min和5℉/min之间的加热速率加热预组装的夹层以便得到复合材料。在固化过程中，可预期第一粘合剂层和第三粘合剂层具有在彼此10％内的胶化时间。此外，可预期第一粘合剂层的最小粘度是第三粘合剂层的最小粘度的至少一半。
如以上提到的，本文所述的实施方案旨在作为本发明的广度的示例。所述的实施方案的变型和等同物旨在由本发明涵盖，如同本文所述的一样。

Claims (29)

1.一种复合材料，其包括：
具有顶面和底面的蜂窝层，所述蜂窝层包括在其中限定了多个巢室的多个壁；
第一粘合剂层，其相邻于所述蜂窝层的所述顶面设置；
第二粘合剂层，其相邻于所述蜂窝层的所述底面设置；
第三粘合剂层，其相邻于所述蜂窝层的所述顶面上的所述第一粘合剂层设置；
第一复合层，其相邻于所述蜂窝层的所述顶面上的所述第三粘合剂层设置；以及
第二复合层，其相邻于所述蜂窝层的所述底面上的所述第二粘合剂层设置，
其中至少所述第三粘合剂层包含在共固化时阻止沟槽在所述第一复合层内产生的粘性特性。
2.如权利要求1所述的复合材料，其还包括位于所述蜂窝层的所述底面的所述第二粘合剂层和所述第二复合层之间的第四粘合剂层，其中所述第四粘合剂层包含在共固化时阻止沟槽在所述第二复合层内产生的粘性特性。
3.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第一粘合剂层与所述蜂窝层的所述顶面接触。
4.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第二粘合剂层与所述蜂窝层的所述底面接触。
5.如权利要求2所述的复合材料，其中，一旦固化，则所述第三粘合剂层就与所述第一粘合剂层形成化学键。
6.如权利要求2所述的复合材料，其中，一旦固化，则所述第四粘合剂层就与所述第二粘合剂层形成化学键。
7.如权利要求5所述的复合材料，其中所述第一复合层与所述第三粘合剂层接触。
8.如权利要求6所述的复合材料，其中所述第二复合层与所述第四粘合剂层接触。
9.如权利要求1所述的复合材料，其中所述蜂窝层的所述壁包含悬浮在树脂基质中的芳族聚酰胺纤维。
10.如权利要求1所述的复合材料，其中第一复合材料和第二复合材料包含悬浮在树脂基质中的碳纤维。
11.如权利要求10所述的复合材料，其中所述碳纤维被织造到堆叠在彼此上的多层碳纤维织物中。
12.如权利要求2所述的复合材料，其中所述第三粘合剂层和第四粘合剂层包含2-丁酮、四溴双酚A、环氧树脂、双氰胺和二氨基二苯砜。
13.如权利要求2所述的复合材料，其中所述第三粘合剂层和所述第四粘合剂层为膜粘合剂。
14.如权利要求2所述的复合材料，其中所述第三粘合剂层和所述第四粘合剂层具有约225-350℉(105-175℃)的固化温度。
15.如权利要求2所述的复合材料，其中所述第三粘合剂层和所述第四粘合剂层具有约0.030-0.080psf(145-390gsm)之间的重量和约0.005-0.013英寸(0.13-0.33mm)之间的厚度。
16.如权利要求2所述的复合材料，其中所述第三粘合剂层和所述第四粘合剂层具有约0.03-0.05psf(145-245gsm)的重量。
17.如权利要求16所述的复合材料，其中所述第三粘合剂层和所述第四粘合剂层在75℉(24℃)下具有约5770-6000psi(39.8-41.4MPa)之间的搭接剪切强度。
18.如权利要求2所述的复合材料，其中所述第三粘合剂层和所述第四粘合剂层在组成上相同。
19.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层在组成上相同。
20.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第一粘合剂层在第一时间段时胶化并且第三粘合剂层在第二时间段时胶化，其中所述第一时间段和所述第二时间段在彼此的±15％、±10％、±7％、±6％、±5％、±4％、±3％、±2％或±1％中的至少一个的范围内。
21.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第一粘合剂层在固化周期期间具有第一最小粘度；所述第三粘合剂层在固化周期期间具有第二最小粘度；并且所述第二最小粘度是所述第一最小粘度的至少两倍大。
22.如权利要求2所述的复合材料，其中在以1℉/min(0.56℃/min)的速率加热时，所述第三粘合剂层和所述第四粘合剂层在固化周期期间具有约2200P的最小粘度。
23.如权利要求2所述的复合材料，其中在以3℉/min(或1.68℃/min)的速率加热时，所述第三粘合剂层和所述第四粘合剂层在固化周期期间具有约1500P的最小粘度。
24.如权利要求2所述的复合材料，其中在以5℉/min(或2.80℃/min)的速率加热时，所述第三粘合剂层和所述第四粘合剂层在固化周期期间具有约1420P的最小粘度。
25.如权利要求22所述的复合材料，其中所述第三粘合剂层和所述第四粘合剂层具有约167min(±10％)的胶化时间。
26.如权利要求23所述的复合材料，其中所述第三粘合剂层和所述第四粘合剂层具有约127min(±10％)的胶化时间。
27.如权利要求24所述的复合材料，其中所述第三粘合剂层和所述第四粘合剂层具有约119min(±10％)的胶化时间。
28.一种制造复合材料的方法，其包括：
提供具有顶面和底面的蜂窝层，所述蜂窝层包括在其中限定了多个巢室的多个壁；
提供第一粘合剂层，其相邻于所述蜂窝层的所述顶面；
提供第二粘合剂层，其相邻于所述蜂窝层的所述底面；
提供第三粘合剂层，其相邻于所述蜂窝层的所述顶面上的所述第一粘合剂层；
提供第一复合层，其相邻于所述蜂窝层的所述顶面上的所述第三粘合剂层；
提供第二复合层，其相邻于所述蜂窝层的所述底面上的所述第二粘合剂层；以及
共固化所述蜂窝层、所述第一粘合剂层、所述第二粘合剂层、所述第三粘合剂层、所述第一复合层和所述第二复合层，
其中至少所述第三粘合剂层表现出在共固化过程中阻止沟槽在所述第一复合层内产生的粘性特性。
29.一种制造复合材料的方法，其包括：
a)提供以下所述的夹层布置：
-具有顶面和底面的蜂窝层；
-第一粘合剂层，其相邻于所述蜂窝层的所述顶面设置；
-第二粘合剂层，其相邻于所述蜂窝层的所述底面设置；
-第三粘合剂层，其相邻于所述蜂窝层的所述顶面上的所述第一粘合剂层设置；
-第一复合层，其相邻于所述蜂窝层的所述顶面上的所述第三粘合剂层设置；和
-第二复合层，其继所述蜂窝层的所述底面上的所述第二粘合剂层之后设置；以及
b)在l℉/min和5℉/min之间的加热速率下固化所述夹层布置以便得到所述复合材料，其中在所述固化过程中：
-所述第一粘合剂层和所述第三粘合剂层具有在彼此10％内的胶化时间；并且
-所述第一粘合剂层的最小粘度是所述第三粘合剂层的最小粘度的至少一半。
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