一种羽毛球鞋中防扭转承托盘及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种羽毛球鞋中防扭转承托盘及其生产方法，巧妙应用了非晶合金材料的高强度、高弹性以及高韧性等优异性能，将其制备成片、带或丝用于羽毛球鞋中防扭转承托盘性能的提升，同时采用优化的表面处理工艺，旨在制备出一种强韧性全面提升的新型非晶合金/碳纤维增强聚合物基复合材料,以解决碳纤维防扭转承托盘易扭转变形、易弯曲断裂、层间断裂韧性较差、弹性不足的缺点。弹性不足的缺点。弹性不足的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种羽毛球鞋中防扭转承托盘及其生产方法


[0001]本专利技术涉及一种防扭转承托盘，具体是一种球鞋中防扭转承托盘及其生产方法。

技术介绍

[0002]在市面上球鞋中，为了减轻球鞋重量的同时提高鞋的稳固性，其中一个较为有效的技术就是在鞋子的中底足弓位置加入碳纤维防扭转承托盘，见附图1，俗称就是运动鞋中的碳板。但是目前的碳纤维防扭转承托盘存在以下问题：
[0003]1.球鞋的构造设计使得碳板通常较薄，导致弹性和抗冲击韧性不足。运动员起跳落地时地面反馈给碳板的冲击不能被很好吸收，足弓易受冲击伤害；此外，碳板的弹性不足，触地后反弹给予运动者自身的能量反馈又减少、吸震缓冲的效果差，影响运动员发挥；
[0004]2.由于碳纤维是各向异性材料，碳板必然有沿着某个方向脆性大和强度不足的缺点，羽毛球运动中，运动员会频繁使用急停、急速转向、单双脚跳等激烈动作，碳板常会承受扭转和弯曲的载荷，当碳板瞬时受力、变形过大时，容易导致碳板断裂，导致球鞋的报废；此外，碳板的强度不足，球鞋抗扭能力差，本应由球鞋承受的压力转移到运动员的脚踝，在横向移动时侧翻概率变大，极易发生崴脚。
[0005]3.碳纤维复合材料属于分层结构，碳纤维和树脂基体的弹性模量相差极大，反复受载时，碳纤维和树脂之间的界面的结合容易萌生裂纹并扩展，导致层间断裂韧性较低，抗冲击韧性差，反复受到冲击载荷作用时，易发生分层损伤，影响使用寿命。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种羽毛球鞋中防扭转承托盘及其生产方法，提高鞋的稳固性，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术技术方案具体包括：
[0008]1.提供一种非晶合金/碳纤维混杂增韧聚合物复合材料制成的防扭转承托盘。非晶合金的加入改变了原有碳纤维复合材料的内部结构及应力分布，利用非晶合金片(带、丝)的高弹性来增强碳纤维聚合物复合材料的回弹能力，利用非晶合金片(带、丝)的高强度来进一步增强碳纤维聚合物复合材料的强度，利用非晶合金片(带、丝)的高韧性来增强碳纤维聚合物复合材料的韧性及抗冲击能力；
[0009]2.提供一种优化原有碳纤维复合材料界面结合的工艺方法。相比较于碳纤维，非晶合金能与树脂基体有更好的结合。因此，非晶合金的加入有助于在碳纤维和树脂基体之间建立缓冲层，加强界面在反复加载时的结合能力，在此基础下，利用非晶合金分担碳纤维所承担的载荷，当载荷传递给非晶合金的时候，非晶合金能通过剪切变形来释放能量，从而大幅提高碳纤维聚合物复合材料层间韧性。进一步的，非晶合金通过变形改变界面的应力分布，减缓碳纤维周边的应力集中程度，以此提高碳纤维的使用寿命。
[0010]本专利技术的技术方案如下：
[0011]非晶合金改性的羽毛球鞋中防扭转承托盘的生产方法，其中，包括步骤：
[0012]A、制备出一种具备高强度、高弹性、高韧性等优异性能的非晶合金片(带、丝)材料；
[0013]B、对上述获得的非晶合金片(带、丝)的光滑表面进行机械打磨处理，通过对非晶合金片(带、丝)进行机械打磨，增大其表面粗糙度，以便与树脂基体形成较强的机械啮合效应，机械处理后的条带能与碳纤维表面的黏着力增加20％
‑
50％。
[0014]C、对非晶合金片(带、丝)表面使用表面改性剂及界面增韧材料涂敷处理，使其表面与碳纤维形成良好的界面结合，进而进一步地增强复合后材料的性能。
[0015]D、然后将步骤C获得的非晶合金片(带、丝)将其按照一定组合排列方式夹在碳纤维预浸布之间，获得的材料静置12
‑
48h后待用；
[0016]E、将静置后的上述材料经过裁剪成后放入模具，防扭转承托盘制品的结构(U型、L型或平面结构)根据模具型腔进行确定，把模具合实密封之后将模具置于液压成型台上，在热压机上经过一定时间的高温高压使环氧树脂固化，待冷却后，取出模具内的防扭转承托盘制品。
[0017]所述的非晶合金改性的羽毛球鞋中防扭转承托盘的生产方法，其中，所述步骤A中的非晶合金片(带、丝)可为锆基、钴基、铁基、钛基、镍基非晶合金。
[0018]具体地：锆基非晶合金片(带、丝)的通式为Zr
a1
(Cu1‑
x
Ni
x
)
a2
A1
a3
M1
a4
，其中38≤al≤70，20≤a2≤50，5≤a3≤15，0≤a4≤5，且al+a2+a3+a4＝100；其中0≤x<1；其中M1为Fe、Ag、Co、Mn、Cr、Ti、Hf、Ta、Nb、C及稀土元素中的一种或几种元素的组合；
[0019]钛基非晶合金片(带、丝)的通式为Ti
b1
Cu
b2
Ni
b3
M2
b4
,其中，35≤b1≤53，9≤b2≤55，0≤b3≤24，3≤b4≤18，且b1+b2+b3+b4＝100；其中M2为Sn、Zr、Be、B和A1中的一种或几种元素的组合；
[0020]镍基非晶合金片(带、丝)的通式为Ni
c1
(Zr1‑
y
‑
z
‑
r
Ti
y
Nb
z
Ta
r
)
c2
M3
c3
，其中50≤cl≤70，20≤c2≤50，0≤c3≤30，且c1+c2+c3＝100；其中0≤y≤25≤z≤36、0≤r≤34；其中M3为Pd、Si、Sn、Nb、P、B、Hf、Co、Cu、Mo、Cr、A1中的一种或几种元素的组合；
[0021]钴基非晶合金片(带、丝)的通式为Co
d1
Fe
d2
B
d3
Si
d4
Nb
d5
M4
d6
，其中60≤d1≤70，2≤d2≤10，15≤d3≤25，3≤d4≤6，2≤d5≤6，0≤d6≤10，且d1+d2+d3+d4+d5+d6＝100；其中M4为Ni、Cr、Mn和Mo中的一种或几种元素的组合；
[0022]铁基非晶合金片(带、丝)的通式为Fe
e1
B
e2
Y
e3
Nb
e4
Ti
e5
M5
e6
，其中65≤e1≤75，15≤e2≤25，0≤e3≤5，0≤e4≤5，0≤e5≤5，0≤e6≤10且e1+e2+e3+e4+e5+e6＝100；其中M5为Ni、Co、Cr、Mn和Mo中的一种或几种元素的组合。
[0023]所述的非晶合金改性的羽毛球鞋中防扭转承托盘的生产方法，其中，所述步骤A非晶合金的制备过程具体包括：
[0024]A1、在惰性气氛下，按原子百分比计将相应比例的单质金属混合物添加至真空度小于1
×
10
‑3Pa的电弧炉中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种羽毛球鞋中防扭转承托盘生产方法，其特征在于，包括如下步骤：A、制备非晶合金材料；B、对上述获得的非晶合金的光滑表面进行机械打磨处理，通过对非晶条带进行机械打磨，增大其表面粗糙度；C、对非晶合金表面使用表面改性剂及界面增韧材料涂敷处理；D、然后将步骤C获得的非晶条带夹在两层碳纤维预浸布之间，获得的材料静置12
‑
48h后待用；E、将静置后的上述材料经过裁剪成后放入模具，把模具合实密封之后将模具置于液压成型台上，在热压机上经过高温高压使环氧树脂固化，待冷却后，取出模具内的防扭转承托盘制品。2.根据权利要求1所述的羽毛球鞋中防扭转承托盘生产方法，其特征在于，所述步骤A中非晶合金的制备过程具体包括：A1、在惰性气氛下，将相应比例的单质金属混合物添加至真空度小于1
×
10
‑3Pa的电弧炉中，采用电弧熔炼所述单质金属混合物进行熔炼，每熔炼一次，翻转一次，熔炼次数为4
‑
8次，得到熔炼均匀的母合金；A2、采用铜辊快冷技术将融化的上述合金锭在惰性保护气氛中快冷制备得到非晶合金带或丝；或者采用铜模快冷技术将融化的上述合金锭在惰性保护气氛中急速冷却，制备成非晶合金片。3.根据权利要求1所述的羽毛球鞋中防扭转承托盘生产方法，其特征在于，所述步骤B中对非晶合金表面机械打磨处理具体包括：对非晶合金进行机械打磨，打磨方式如下：采用100#
‑
1000#的砂纸对非晶合金进行表面机械打磨处理，再裁剪至需要的长度，然后采用无水乙醇超声清洗。4.根据权利要求1所述的羽毛球鞋中防扭转承托盘生产方法，其特征在于，所述步骤C中对非晶合金表面涂敷处理具体包括三种方式：C1、使用偶联剂对非晶合金表面处理后，使用碳纳米管CNTs含量为1％
‑
20％、比表面积为50
‑
2000m2/g的水性碳纳米管浆液，使用去离子水将碳纳米管稀释为1
‑
10％，然后将碳纳米管CNTs浆液均匀涂附于硅烷偶联剂处理后的非晶合金条带表面；C2、使用偶联剂对非晶合金表面处理后，使用石墨烯对非晶合金进行处理，首先对脱落的石墨烯纳米片进行进一步处理，使团聚破碎，形成石墨烯，制备按重量计2％
‑
10％的石墨烯混合在易挥发的有机溶剂中，使用机械搅拌装置和超声仪将溶液混合，将有机溶剂和石墨烯的混合物搅拌10
‑
50分钟，然后超声处理1
‑
5小时，将非晶合金切成所需的尺寸并相应地称重，然后将含有石墨烯的有机溶液刷到非晶合金上，直到其均匀分布，随后将涂覆的织物放置在通风橱下，直到有机溶剂被挥发完；C3、使用偶联剂对非晶合金表面处理后，使用热塑性树脂进行处理，在非晶合金表面涂覆具有热塑性树脂颗粒的浆液，随后与碳纤维一起使用环氧树脂进行凝固。5.根据权利要求1所述的羽毛球鞋中防扭转承托盘生产方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：D1、将C步骤获得的非晶合金进行任意组合贴到碳纤维预浸布表面，调整非晶合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢盛辉，苏佳鑫，廖相，肖春林，王镜宇，赵建鑫，何亮，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：