一种高抗雷击碳纤维复合材料及其制备方法和应用

技术领域

本申请涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种高抗雷击碳纤维复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着复合材料在飞机上用量的大幅度提升，飞机在飞行过程中的雷击损伤问题成为备受关注的问题。其原因是和金属材料相比，复合材料的导电性显著下降，尤其是复合材料的基体材料为绝缘的树脂材料，在雷击过程中会发生击穿、烧蚀，甚至导致复合材料整体发生穿孔、分层，力学性能显著下降，带来飞行安全。近年来，通过复合材料自身的导电性改性获得了较多的关注，基体树脂的导电改性通常是在基体树脂中引入碳纳米管、石墨烯、炭黑等导电材料，但仍然存在引入量高时基体粘度大等问题，复合材料的导电性不足，导致复合材料的雷击损伤仍然较为严重。导电改性的碳纤维复合材料的抗雷击性能难以提高到很高的水平，即遭受雷击后仍然有较明显的浅层损伤，如何降低具有自身抗雷击性能的复合材料的雷击损伤是当前的难题。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本申请提供了一种高抗雷击碳纤维复合材料及其制备方法和应用，要解决的技术问题是：如何降低具有自身抗雷击性能的复合材料的雷击损伤。

(2)技术方案

第一方面，本申请提供了一种高抗雷击碳纤维复合材料的制备方法，包括：

获取碳纳米材料改性树脂的碳纤维预浸料，其中，所述碳纳米材料在树脂中的总含量高于1.5wt％；

将所述碳纤维预浸料按所要求的铺层顺序铺层得到预制体；

在所述预制体需要抗雷击的一侧铺贴一层多孔可渗树脂的隔离材料；

采用吸胶或挤胶的方法去除所述碳纤维预浸料前几层的一部分树脂，其中，总吸胶量或挤胶量高于10g/m

将预制体按照所要求的固化条件固化得到高抗雷击碳纤维复合材料。

更进一步地，所述碳纳米材料包括碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维中的一种或多种。

更进一步地，在只有一种碳纳米材料存在的情况下，所述碳纳米管在树脂中的含量高于1.5wt％，所述石墨烯在树脂中的含量高于1.5wt％，所述碳纳米碳纤维在树脂中的含量高于2.5wt％。

更进一步地，所述碳纤维预浸料的树脂在工艺温度下的粘度介于3～50Pa.s之间。

更进一步地，所述吸胶或挤胶的方法包括采用吸胶纸吸胶的方法、采用带孔模具挤胶的方法和采用模具一侧带开口槽挤胶的方法中的任意一种。

更进一步地，所述总吸胶量或挤胶量介于10～60g/m

更进一步地，所述总吸胶量或挤胶量介于40～140g/m

更进一步地，所述高抗雷击碳纤维复合材料的厚度向电导率高于0.05S/cm。

第二方面，本申请提供了一种高抗雷击碳纤维复合材料，基于如上所述的高抗雷击碳纤维复合材料的制备方法得到。

第三方面，本申请提供了一种如上所述的高抗雷击碳纤维复合材料的制备方法得到的高抗雷击碳纤维复合材料或如上所述的高抗雷击碳纤维复合材料在复合材料领域中的应用。

(3)有益效果

本申请的上述技术方案具有如下优点：

本申请第一方面提供的高抗雷击碳纤维复合材料的制备方法，通过在固化工艺过程中采用一定量的碳纳米材料导电改性协同简单的表层吸胶或挤胶方法，制备的复合材料的表层导电能力显著提高，从而显著抑制了雷击损伤深度和浅表层碳纤维的损伤，从而得到了高抗雷击碳纤维复合材料。

可以理解的是，上述第二方面和第三方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的复合材料板经过模拟雷击试验后的外观图，图1a为对比复合材料板，图1b为应用本申请方法制备的同种复合材料板。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

术语“第一“、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

早期飞机的机身材料采用铝合金等金属材料，具有良好的导电性，雷击一般不会造成材料的明显损伤。随着复合材料在飞机上用量的大幅度提升，飞机在飞行过程中的雷击损伤问题成为备受关注的问题，其原因是和金属材料相比，复合材料的导电性显著下降，尤其是复合材料的基体材料为绝缘的树脂材料，在雷击过程中会发生击穿、烧蚀，甚至导致复合材料整体发生穿孔、分层，力学性能显著下降，带来飞行安全。目前，复合材料防雷击的主要途径是在表面覆盖一层高导电的防护牺牲层材料，出于减重需求，这类防护层材料经历了金属条、金属涂层、铜网、轻质高导电膜的技术演变，目前，应用最广泛的仍然是在复合材料表面铺贴一层铜网。

近年来，通过复合材料自身的导电性改性获得了较多的关注，层间导电改性和树脂导电改性是最主要的方法。层间导电改性是将导电介质以颗粒、织物、薄膜的形式置于复合材料层间，起到铺层之间的导电连接作用，如采用纳米石墨片、碳纳米管无纺布、镀镍碳纤维无纺布等，但这些形式的导电改性表面仍然有较大的损伤，如Zhao等人采用镀镍碳纤维无纺布层间改性复合材料(Composites Science and Technology,2018,167:555-562)，复合材料的首层损伤仍然很严重，纤维发生明显分层劈裂。基体树脂的导电改性通常是在基体树脂中引入碳纳米管、石墨烯、炭黑等导电材料，但仍然存在引入量高时基体粘度大等问题(Applied Composite Materials,2022:1-18)，复合材料的导电性不足，导致复合材料的雷击损伤仍然较为严重(复合材料学报,2022,39:4354-4365)。

目前的技术的主要不足之处是：现有技术中，直接将碳纳米材料混杂于树脂中，得到纳米导电改性的碳纤维复合材料是防雷击复合材料研制的一个重要技术途径。然而一方面碳纳米材料难以分散到常规的环氧树脂和双马树脂中，并且更难达到高浓度的均匀分散；另一方面，分散体系粘度会随着分散量增加大幅度上升，导致工艺性问题，高粘度的树脂还会降低各导电材料之间的电连接；第三，复合材料的厚度向电导率不仅受限于碳纳米材料改性树脂的电导率，而且受限于碳纤维层的厚度向电导率。以上三种原因使得这类纳米导电改性的碳纤维复合材料的抗雷击性能难以提高到很高的水平，即遭受雷击后仍然有较明显的浅层损伤，如何降低具有自身抗雷击性能的复合材料的雷击损伤是当前的难题。

针对以上问题，本申请提供一种高抗雷击碳纤维复合材料及其制备方法和应用，这种方法适用于具有一定碳纳米材料含量的碳纤维复合材料，可使复合材料的雷击损伤得到显著抑制，并由此得到高抗雷击的复合材料。

本申请实施例第一方面提供一种高抗雷击碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、获取碳纳米材料改性树脂的碳纤维预浸料，其中，所述碳纳米材料在树脂中的总含量高于1.5wt％。

步骤二、将所述碳纤维预浸料按所要求的铺层顺序铺层得到预制体。

步骤三、在所述预制体需要抗雷击的一侧铺贴一层多孔可渗树脂的隔离材料。

步骤四、采用吸胶或挤胶的方法去除所述碳纤维预浸料前几层的一部分树脂，其中，总吸胶量或挤胶量高于10g/m

步骤五、将预制体按照所要求的固化条件固化得到高抗雷击碳纤维复合材料。

在一些实施例中，所述碳纳米材料包括碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维中的一种或多种。

在一些实施例中，在只有一种碳纳米材料存在的情况下，所述碳纳米管在树脂中的含量高于1.5wt％，所述石墨烯在树脂中的含量高于1.5wt％，所述碳纳米碳纤维在树脂中的含量高于2.5wt％。

在一些实施例中，所述碳纤维预浸料的树脂在工艺温度下的粘度介于3～50Pa.s之间。

在一些实施例中，所述吸胶或挤胶的方法包括采用吸胶纸吸胶的方法、采用带孔模具挤胶的方法和采用模具一侧带开口槽挤胶的方法中的任意一种。

在一些实施例中，所述总吸胶量或挤胶量介于10～60g/m

在一些实施例中，所述总吸胶量或挤胶量介于40～140g/m

在一些实施例中，所述高抗雷击碳纤维复合材料的厚度向电导率高于0.05S/cm。

本方法根据本体复合材料的雷击作用机制，利用了浅层吸胶或挤胶的方法，使得复合材料表层及浅层碳纤维体积分数提高，并且协同树脂中的一定含量的碳纳米材料的导电连接作用，使得复合材料抗雷击性能显著提高，模拟雷击后二层以上的损伤面积和损伤深度都得到了显著减小。该方法可使复合材料在具有较低碳纳米材料含量时的抗雷击性能显著提高，从而减少了高抗雷击复合材料所需的碳纳米材料用量，同时也可以使高碳纳米材料含量的复合材料的雷击损伤显著减小。

直到目前，复合材料的抗雷击技术仍大多集中于发展轻质的具有高导电性的表面防雷击膜，这种薄膜附加于复合材料表面，可以显著降低复合材料的雷击损伤，但仍带来了较大的增重(通常≥100g/m

在研究雷击损伤机制过程中，发现复合材料雷击面在成型过程中的吸胶或者挤胶工艺能够显著提高碳纳米材料改性树脂体系的雷击性能，这种吸胶或者挤胶工艺尽管对不含有碳纳米材料的复合材料或者碳纳米材料含量很低的复合材料也有一定的降低二层以上雷击损伤的作用，但复合材料的二层以上雷击损伤依然很大，达不到高抗雷击的作用。典型地，在只有一种纳米材料存在的情况下，碳纳米管的含量需要高于1.5wt％，多层石墨烯的含量需要高于1.5wt％，纳米碳纤维的含量需要高于2.5wt％，此时，复合材料的厚度向电导率通常高于0.05S/cm，这种成型过程中的吸胶或者挤胶工艺才能对复合材料的抗雷击损伤性能得到较为有效的提高，使得得到的复合材料的雷击损伤局限于4层以内，并且二层以上雷击损伤面积低于2000mm

本方法对于具有相对适中碳纳米材料含量的预浸料制备的复合材料，可以使较为严重的雷电流击穿导致的分层损伤转变为浅表几层的烧蚀损伤；对于相对较高的碳纳米材料含量的预浸料制备的复合材料，雷击损伤亦可得到显著抑制，甚至不出现二层以上的纤维断裂损伤。

第二方面，本申请提供了一种高抗雷击碳纤维复合材料，基于如上所述的高抗雷击碳纤维复合材料的制备方法得到。

第三方面，本申请提供了一种如上所述的高抗雷击碳纤维复合材料的制备方法得到的高抗雷击碳纤维复合材料或如上所述的高抗雷击碳纤维复合材料在复合材料领域中的应用。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

(1-1)取一种石墨烯改性环氧树脂的碳纤维预浸料，预浸料中树脂含量为33wt％，预浸料单层固化厚度为0.125mm；环氧树脂为自制，中温固化体系，树脂中的石墨烯含量为2.5wt％，120℃时粘度为5.8Pa.s；碳纤维为T700,12K；

(1-2)将上述导电改性预浸料按准各向同性铺层顺序(板大小为300mm×300mm,铺贴顺序为[45,0,-45,90]

(1-3)采用常规工艺铺贴各向同性铺层的平板预制体16层，并按常规工艺固化得到复合材料，实测该复合材料的厚度向电导率为0.137S/cm；

(1-4)对上述(1-2)和(1-3)得到的复合材料板进行模拟雷击试验，分区为2A区，试验结束后，分析复合材料的雷击损伤情况。

本实施例中(1-2)得到的高抗雷击复合材料具有较好的2A区抗雷击性能，复合材料经模拟2A区雷击后，首层损伤面积为6885mm

实施例2

(2-1)取一种碳纳米管改性环氧树脂的碳纤维预浸料，预浸料中树脂含量为32wt％，预浸料单层固化厚度为0.125mm；环氧树脂为自制，高温固化体系，树脂中的碳纳米管含量为3.2wt％，130℃时粘度为12.1Pa.s；碳纤维为CCF800,12K；

(2-2)将上述导电改性预浸料按准各向同性铺层顺序(板大小为300mm×300mm,铺贴顺序为[45,0,-45,90]

(2-3)采用常规工艺铺贴各向同性铺层的平板预制体16层，并按常规工艺固化得到复合材料，实测该复合材料的厚度向电导率为0.212S/cm。

(2-4)对上述(2-2)和(2-3)得到的复合材料板进行模拟雷击试验，分区为2A区，试验结束后，分析复合材料的雷击损伤情况。

本实施例(2-2)中得到的高抗雷击复合材料具有较好的2A区抗雷击性能，复合材料经模拟2A区雷击后，首层损伤面积为5643mm

实施例3

(3-1)取一种碳纳米管、石墨烯共改性双马树脂的碳纤维预浸料，预浸料中树脂含量为33wt％，预浸料单层固化厚度为0.125mm；双马树脂为自制，200℃固化体系，树脂中的碳纳米管含量为2.5wt％，石墨烯含量为1.2wt％，150℃时粘度为10.8Pa.s；碳纤维为ZT7H,3K；

(3-2)将上述导电改性预浸料按准各向同性铺层顺序(板大小为500mm×500mm,铺贴顺序为[45,0,-45,90]

(3-3)采用常规工艺铺贴各向同性铺层的平板预制体16层，并按常规工艺固化得到复合材料，实测该复合材料的厚度向电导率为0.331S/cm。

(3-4)对上述(3-2)和(3-3)得到的复合材料板进行模拟雷击试验，分区为2A和1A区，试验结束后，分析复合材料的雷击损伤情况。

本实施例(3-2)得到的高抗雷击复合材料具有较好的2A和1A区抗雷击性能，复合材料经模拟2A区雷击后，首层损伤面积为5344mm

实施例4

(4-1)取一种碳纳米管和纳米碳纤维共改性环氧树脂的碳纤维预浸料，预浸料中树脂含量为32.5wt％，预浸料单层固化厚度为0.125mm；环氧树脂为自制，高温固化体系，树脂中的碳纳米管含量为3wt％，纳米碳纤维含量为5wt％，130℃时粘度为9.8Pa.s；碳纤维为T800,12K；

(4-2)将上述导电改性预浸料按准各向同性铺层顺序(板大小为300mm×300mm,铺贴顺序为[45,0,-45,90]

(4-3)采用常规工艺铺贴各向同性铺层的平板预制体16层，并按常规工艺固化得到复合材料，实测该复合材料的厚度向电导率为0.325S/cm。

(4-4)对上述(4-2)和(4-3)得到的复合材料板进行模拟雷击试验，分区为2A区，试验结束后，分析复合材料的雷击损伤情况。

本实施例(4-2)得到的高抗雷击复合材料具有较好的2A区抗雷击性能，复合材料经模拟2A区雷击后，首层损伤面积为6641mm

实施例5

(5-1)取一种碳纳米管改性环氧树脂的碳纤维预浸料，预浸料中树脂含量为31.7wt％，预浸料单层固化厚度为0.167mm；环氧树脂为自制，中温固化体系，树脂中的碳纳米管含量为1.5wt％，石墨烯为1.0wt％，碳纳米纤维为1.0wt％，120℃时粘度为3.6Pa.s；碳纤维为T700,12K；

(5-2)将上述导电改性预浸料按准各向同性铺层顺序(板大小为300mm×300mm,铺贴顺序为[45,0,-45,90]

(5-3)采用常规工艺铺贴各向同性铺层的平板预制体16层，并按常规工艺固化得到复合材料，实测该复合材料的厚度向电导率为0.276S/cm；

(5-4)对上述(5-2)和(5-3)得到的复合材料板进行模拟雷击试验，分区为2A区，试验结束后，分析复合材料的雷击损伤情况。

本实施例(5-2)得到的高抗雷击复合材料具有较好的2A区抗雷击性能，复合材料经模拟2A区雷击后，首层损伤面积为5611mm

实施例6

(6-1)取一种碳纳米管和碳纳米纤维共改性环氧树脂的碳纤维预浸料，预浸料中树脂含量为33wt％，预浸料单层固化厚度为0.125mm；环氧树脂为自制，高温固化体系，树脂中的碳纳米管含量为3.5wt％，碳纳米纤维含量为3wt％,120℃时粘度为22.6Pa.s；碳纤维为T800,12K；

(6-2)将上述导电改性预浸料按准各向同性铺层顺序(板大小为500mm×500mm,铺贴顺序为[45,0,-45,90]

(6-3)采用常规工艺铺贴各向同性铺层的平板预制体16层，并按常规工艺固化得到复合材料，实测该复合材料的厚度向电导率为0.401S/cm。

(6-4)对上述(6-2)和(6-3)得到的复合材料板进行模拟雷击试验，分区为2A区和1A区，试验结束后，分析复合材料的雷击损伤情况。

本实施例(6-2)得到的高抗雷击复合材料具有较好的2A和1A区抗雷击性能，复合材料经模拟2A区雷击后，首层损伤面积为5355mm

对比例1

(D1-1)取一种无改性环氧树脂的碳纤维预浸料，预浸料中树脂含量为32wt％，预浸料单层固化厚度为0.125mm；环氧树脂为自制，高温固化体系，树脂中不含导电粒子和其它颗粒,120℃时粘度为1.5Pa.s；碳纤维为T800,12K；

(D1-2)将上述导电改性预浸料按准各向同性铺层顺序(板大小为300mm×300mm,铺贴顺序为[45,0,-45,90]

(D1-3)将上述两个复合材料板制成雷击试验件，实施雷击测试，试验分区为2A区,试验结束后，分析复合材料板的雷击损伤情况。

本对比例得到的复合材料经2A区雷击性能测试后，未吸胶的复合材料经模拟2A区雷击后，首层损伤面积为6317mm

对比例2

(D2-1)取一种无改性环氧树脂的碳纤维预浸料，预浸料中树脂含量为32wt％，预浸料单层固化厚度为0.125mm；环氧树脂为自制，高温固化体系，树脂中均匀分散1.0wt％的碳纳米管,120℃时粘度为2.3Pa.s；碳纤维为T700,12K；

(D2-2)将上述导电改性预浸料按准各向同性铺层顺序(板大小为300mm×300mm,铺贴顺序为[45,0,-45,90]

(D2-3)将上述两个复合材料板制成雷击试验件，实施雷击测试，试验分区为2A区,试验结束后，分析复合材料板的雷击损伤情况。

本对比例的复合材料具有相对较低的碳纳米管含量，为1wt％，引入少量的碳纳米管后，复合材料的雷击损伤得到了一定程度的改善，如未吸胶的复合材料经模拟2A区雷击后，首层损伤面积为7112mm

如表1所示，表1统计了各实施例的复合材料的厚度向导电性和雷击损伤情况。

表1

图1为实施例1的(1-2)(a)和(1-3)(b)的复合材料板经过2A区模拟雷击试验后的板的外观图，从图上可见，复合材料的损伤深度显著下降，同时二层及以上的雷击损伤面积显著减少。从图上可以看到，复合材料的首层损伤大部分为表层的树脂烧蚀损伤，实际上可以通过刷胶等方法得到修复，但二层及以上的损伤涉及纤维的断裂，还涉及到复合材料板的分层损伤，从而难以修复，这是复合材料雷击后力学性能下降的主要原因，因此减少二层以上的损伤是降低雷击损伤的主要目的。从上述结果看，利用本申请的方法后，复合材料二层以上的损伤面积下降了80％，得到了显著抑制，从而获得了一种高抗雷击的复合材料。另外需要进一步说明的是，本申请中所述的表层损伤界定为包含了所有树脂被轻微烧蚀的区域，该区域面积显著大于存在较严重纤维起毛和断裂的区域面积，尽管应用本申请的方法，复合材料首层损伤面积降低较少，但首层损伤严重程度显著下降，存在较严重纤维起毛和断裂的区域面积显著减少，亦如附图所示，首层损伤从大部分为表面树脂严重烧蚀和纤维烧蚀断裂转变为大部分为表面树脂轻微烧蚀。

这种抗雷击增强的效应的机制，根据若干体系的研究认为可能有以下几方面：(1)表层及浅层的吸挤胶导致复合材料的厚度向电导率提高，从而抗雷击损伤性能提高，但也发现，对于若干吸挤胶量很低的体系，复合材料的厚度向电导率电导率几乎维持不变，然而雷击损伤却显著减少，对吸挤胶量较高的体系，复合材料的厚度向电导率显著提高，雷击损伤显著减少，并且能够抵御1A区的雷击电流(结果见表1)；(2)表层及浅层的纳米和纤维之间的导电连接增多导电性增加，降低了表层和浅层纤维的损伤程度；(3)吸挤胶量较高导致复合材料在纳米材料存在下表面导电性提高，从而雷击过程中具有更多的附着点。尽管其作用机理尚未完全确定，但对于碳纳米材料改性复合材料体系，在满足上述碳纳米材料含量时，经过表层吸挤胶对雷击性能的提高总是非常有效。

此外，还有一些值得注意的方面，如对一些满足碳纳米材料添加量的要求，但又添加了过多不导电填料的体系，复合材料的厚度向电阻率会低于0.05S/cm，此时吸胶或者挤胶工艺得到的复合材料抗雷击性能依然较差，不能满足使用要求。复合材料在工艺条件下的树脂粘度应介于3～50Pa.s。在粘度较低的情况下(典型地，低于3Pa.s)，表面挤胶产生的浅层纤维压缩效应较弱，高于50Pa.s，吸挤胶量极少或难以吸挤胶。对于抗雷击需求较低的区域如2A区，复合材料可以实施较低的吸挤胶量，典型地为10～60g/m

本申请提出的高抗雷击碳纤维复合材料的制备方法，应用了非常简单易行的方法显著降低了碳纳米材料改性复合材料的雷击损伤，方法简单易行，解决了现有碳纳米材料低引入量时抗雷击性能差而高引入量困难的难题，并且使碳纳米材料高引入量的复合材料的雷击损伤进一步减小，为下一代本体抗雷击材料应用的可能性再次奠定了技术基础。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。