复合材料微细杆（Z-pin）增强技术

技术开发单位

南京航空航天大学

技术概述

复合材料微细杆（Z-pin）增强技术是20世纪90年代发展起来的一种层合复合材料层间增强技术，其基于不连续缝合线的概念，利用Z-pin的“钉扎”桥联效应对复合材料进行增强。Z-pin技术将单向复合材料拉挤成细棒（通称Z-pin），并将其“钉扎”到未固化的预浸料或纤维预制体中，待完成固化后，Z-pin形成“锚固”的Z向增强材料。与其它三维增强技术相比，该技术具有更易于操作、便于控制工艺质量等优点，尤其适用于局部补强、轻质高强夹层结构制备和复合材料连接等。该项目为《军用技术转民用推广目录（2017年度）》中新材料领域的重点推荐项目。

技术指标

将该技术应用于轻质夹层结构，可使其密度提高10%～20%，强度提高1倍，刚度提高10倍；应用于层合结构，可使层间拉伸强度提高40%，层间剪切强度提高80%，I型层间断裂强度提高5倍以上，II型层间断裂强度提高4倍以上。

技术特点及水平

与3D编织、Z向缝合等增强技术相比，该技术与被增强体同体系，适用于预浸料层合复合材料，具有植入密度可控、可设计性强、增强效果显著等特点，技术水平国内先进。

技术状态

目前，该项目处于批量生产、成熟应用阶段。

适用范围

该技术适用于大型民用飞机机身、机翼等承力结构补强，壁板加筋连接增强，舵面、地板类、整流罩、内饰等夹层结构增强；民用直升机尾椎夹层结构、轻质抗坠毁结构，无人机轻质高强抗坠毁结构，轻量化车身防滚架、复合材料车架连接结构、安全防护结构，轨道交通轻量化车身、高速车头，风电叶片轻质高强结构等结构的增强，以及石油管道接头连接增强。……