本发明专利技术公开了一种金属-纤维复合层板及其制造方法。它首先对合金层表面通过喷沙或蚀刻法进行处理，使得其表面具有一定的粗糙度；再以一层合金层一层抗高温复合材料层再一层合金层，合金层和抗高温复合材料层如此循环叠合若干次直至最后一层为合金层，在合金层和抗高温复合材料层之间具有热塑性（或热固性）树脂作为粘合剂，再将此叠合好的材料放入热压机的上下模板之间进行压合，压合的温度为100~220°C，加温和降温的速度为每分钟2-6度，压力的范围：0.2~0.8MPa，时间的范围：0.5~3小时，然后冷却至室温，由此得到本发明专利技术的金属-纤维复合层板。本发明专利技术的金属-纤维复合层板，在相同抗撞抗爆能力的情况下，其重量变轻了，有利于其应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种复合层板及其制造方法，具体涉及。
技术介绍
复合层板指的是由若干层不同性质的材料复合而成的复合体，其一般包括金属复合层板、木材复合层板，彩钢复合层板、岩棉复合层板等等。金属复合层板是至少由两种性能不同的金属板通过特殊的粘接加工制造方法复合而成，与单一的金属组元相比，经过合理设计组合后的层状复合板结合了两种金属组元各自的优点，可以获得单一金属所不具有的物理和化学性能。近几十年来，金属复合层板的研制、生产和应用越来越引起人们的关注，成了世界各国竞相研制的新型材料。到目前为止，这种复合材料已经应用在航空航天、 石油、化工、冶金、机械、汽车、轮船、建筑、核能以及电力和电子等领域中。但是金属复合层板，成本比较高，并且在有些性能上不能满足要求，急需一种新的复合层板的出现，现有国内的纤维-金属复合层板仍处于研制阶段，其在制作工艺、金属表面处理，以及使用的树脂都存在一些问题，使其抗冲击抗爆性能达不到要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种耐高温，抗撞抗爆性能与重量比好的金属-纤维复合层板及其制造方法。本专利技术的金属-纤维复合层板是通过以下方法制造的，该方法包括以下步骤 首先对合金层表面通过喷沙或蚀刻法进行处理，使得其表面具有一定的粗糙度；再以一层合金层一层抗高温复合材料层再一层合金层，合金层和抗高温复合材料层如此循环叠合若干次直至最后一层为合金层，在合金层和抗高温复合材料层之间具有热塑性树脂作为粘合剂，再将此叠合好的材料放入热压机的上下模板之间进行压合，压合的温度为 100^220° C，加温和降温的速度为每分钟2-6度，压力的范围0. 2、. 8MPa，时间的范围O.5^3小时，然后冷却至室温，由此得到本专利技术的金属-纤维复合层板。所述的合金层可为不同的合金，如铝合金层2024-0, 2024-T3, 6061-T6和 7075-T6层等，以及相应的金属泡沫铝，或各种合金钢层，如AISI1345，AISI4028，AISI4140， AISI4422等，或钛合金，如α合金，β合金，α-β合金。所述的抗高温复合材料层可以选用玻璃纤维或碳纤维/PEI或/PEEK或/PAEK等 (工作温度高于300摄氏度)，或者在预侵树脂玻璃纤维之间加入钢纤维，压缩木材，也可是其它热塑性树脂纤维复合材料，如玻璃纤维或碳纤维/PE、/PP、/PET和PPS (但承受的温度一般低于200摄氏度)。此外，aramid和自然纤维(黄麻、亚麻、玄武岩等)也可用来与上面的热塑性树脂组合。人工合成玻璃纤维还可在 传统板面纤维分布上加上沿板厚度方向的纤维，使复合材料层具有更好的性能。本专利技术的金属-纤维复合材料结构还可以加上特殊的功能层，如防辐射层，隔音层，高能量吸收层，零穿透性层等，使其根据用途的要求有不同的功能。这些功能层可附加在金属-纤维复合材料结构表面，也可置于金属和纤维复合层之间，视其工作条件而定。所述的热塑性树脂优选为PP。本专利技术通过对合金层表面做的适当处理，使之能与抗高温复合材料层在热塑性树脂的作用下压合复合成一体。由于本专利技术采用合金层和抗高温复合材料层作为复合层板的层，再经本专利技术的制造方法制造，经过计算机软件模拟，其抗撞抗爆能力与其重量比得到了优化，因此本专利技术的金属-纤维复合层板，在相同抗撞抗爆能力的情况下，其重量变轻了，有利于其应用。附图说明图1是实施例1的金属-纤维复合层板的结构示意其中1-1、1-2、1-3、铝合金2024-0层；2-1、2-2、玻璃纤维编织pr印reg EP-127-44-40 层；3-1、3-2、3-3、3_4、树脂层；图2是实施例1的金属-纤维复合层板的计算机爆炸模拟以测试其对抗爆抗撞性倉泛。图3是实施例1的金属-纤维复合层板的冲击载荷-位移曲线(4-ply)；图4是实施例2的金属-纤维复合层板的冲击载荷-位移曲线(8-ply)；图5是实施例1的金属-纤维复合层板的抗冲击能量吸收(4-ply)；图6是实施例2的金属-纤维复合层板的抗冲击能量吸收(8-ply)；具体实施例方式以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。实施例1 :本实施例采用的合金层为铝合金2024-0层，其厚度为O. 6mm，通过蚀刻法对其表面进行处理，使得其表面清洁，并在其表面初步形成有一定规则的微观凹凸结构，具有一定的粗糙度；本实施例采用的抗高温复合材料层为由四层玻璃纤维prepreg EP-127-44-40 编织的抗高温复合材料层，其厚度为O. 4mm ;热塑性树脂为PP。如图1所示，本金属-纤维复合层板的制作过程是·用蚀刻法对铝合金2024-0层进行表面处理，使得其表面清洁，并在其表面初步形成有一定规则的微观凹凸结构，具有一定的粗糙度；·将铝合金2024-0层和抗高温复合材料层按下面的叠合形式放置于热压机的模板之间铝合金2024-0层一抗高温复合材料层一铝合金2024-0层一抗高温复合材料层一铝合金2024-0层，共5层，在铝合金2024-0层和抗高温复合材料层之间具有热塑性树脂PP 作为粘合剂。 加O. 3MPa的压力，以每分钟5度的升温速度将温度加到100摄氏度，保持O. 5个小时，然后以每分钟5度的降温速度冷却至室温，以制成本实施例的金属-纤维复合层板。经测试，本实施例的金属-纤 维复合层板具有耐高温，可耐受200度的高温，抗撞抗爆性能与重量比为5千焦耳/公斤。实施例2 本实施例采用的合金层为铝合金2024-0层，其厚度为O. 6mm,通过蚀刻法对其表 面进行处理，使得其表面清洁，并在其表面初步形成有一定规则的微观凹凸结构，具有一定 的粗糙度；本实施例采用的抗高温复合材料层为由八层玻璃纤维prepreg EP-127-44-40 编织的抗高温复合材料层，其厚度为O. 8mm ;热塑性树脂为PP。如图1所示，本金属-纤维复合层板的制作过程是·用蚀刻法对铝合金2024-0层进行表面处理，使得其表面清洁，并在其表面初步 形成有一定规则的微观凹凸结构，具有一定的粗糙度；·将铝合金2024-0层和抗高温复合材料层按下面的叠合形式放置于热压机的模 板之间铝合金2024-0层一抗高温复合材料层一铝合金2024-0层一抗高温复合材料层一 铝合金2024-0层，共5层，在铝合金2024-0层和抗高温复合材料层之间具有热塑性树脂PP 作为粘合剂。加O. 2MPa的压力，以每分钟2度的升温速度将温度加到200摄氏度，保持2个小 时，然后以每分钟2度的降温速度冷却至室温，以制成本实施例的金属-纤维复合层板。图2显示实施例2的金属-纤维复合材料板在受到低速撞击或爆炸下的变形和破 坏模式。从此图可以看出，冲击和爆炸能量的吸收主要靠单个复合材料层的撕裂和层与层 的分层来实现的。图3和图4展示的是分别按实施例1和实施例2制成的金属-纤维复合 材料板受冲击后的载荷-位移曲线。图下面的面积为能量吸收。很显然，层数越多，承受的 冲击载荷越高。当然，更多的玻璃纤维层也使冲击载荷增加，但是，最大位移相差不大。图 5和图6是分别按实施例1和实施例2制成的金属-纤维复合材料板的穿透能量。对由4 层和8层玻璃纤维复合层与多层金属层组成的复合板，其穿透能量的变化分别在60-80和 100-150焦耳之间。很显然，如采用不同的金属和纤维增强复本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属?纤维复合层板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先对合金层表面通过喷沙或蚀刻法进行处理，使得其表面具有一定的粗糙度；再以一层合金层一层抗高温复合材料层再一层合金层，合金层和抗高温复合材料层如此循环叠合若干次直至最后一层为合金层，在合金层和抗高温复合材料层之间具有热塑性树脂作为粘合剂，再将此叠合好的材料放入热压机的上下模板之间进行压合，压合的温度为100~220°C，加温和降温的速度为每分钟2?6度，压力的范围：0.2~0.8MPa，时间的范围：0.5~3小时，然后冷却至室温，由此得到金属?纤维复合层板。
【技术特征摘要】
1.一种金属-纤维复合层板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤首先对合金层表面通过喷沙或蚀刻法进行处理，使得其表面具有一定的粗糙度；再以一层合金层一层抗高温复合材料层再一层合金层，合金层和抗高温复合材料层如此循环叠合若干次直至最后一层为合金层，在合金层和抗高温复合材料层之间具有热塑性树脂作为粘合剂，再将此叠合好的材料放入热压机的上下模板之间进行压合，压合的温度为10(Γ220° C，加温和降温的速度为每分钟2-6度，压力的范围0. 2^0. 8MPa，时间的范围0. 5 3小时，然后冷却至室温，由此得到金属-纤维复合层板。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的合金层为2024-0、2024-T3、6061-Τ6或7075-Τ6铝合金层...
【专利技术属性】
技术研发人员：官宇寰，
申请(专利权)人：官宇寰，
类型：发明
国别省市：
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