碳/碳蜂窝夹层

轻质高承载

针对高分辨率航天器光机结构对超高稳定性和轻量化的迫切需求，提出一种新型碳/碳蜂窝夹层结构，兼顾轻量化与高承载特性。

Guo, L. J. · Hongcui, Wang · Yuping, Yang · Li, Weijie · Yue, Qiu · Zhijia, Liu · 张中伟

Journal of Materials Research and Technology 2023

参数信息

最优蜂窝芯边长

5–7.5 mm

最优蜂窝芯壁厚

0.3–0.4 mm

芯子高度（损伤模式转变）

15 mm

技术优势

尺寸优化提升性能

建立多尺度损伤模型，综合考虑编织结构、各向异性和损伤机制，确定最优芯子尺寸，实现轻量化与高承载的最佳结合。

损伤模式明确

研究表明，芯子高度15 mm时，端部出现纤维损伤，中部为基体损伤，有助于设计时避免失效。

应用场景

• 航天器光机结构：作为光机结构件，满足超高稳定性和轻量化要求，保障高分辨率成像质量。
• 轻质夹层结构：蜂窝夹层设计在低密度下实现高承载，用于需要减重的结构部件。
• 高温复合材料：碳/碳复合材料耐高温，适用于高温环境下的承载结构。
• 高超声速热防护：碳/碳材料具备耐高温和抗氧化潜力，可用于高超声速飞行器热防护。