一种碳纤维、镁合金微结构增强复合板及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115871288A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202211601102.XB32B15/14(2006.01)(22)申请日2022.12.13B32B17/02(2006.01)B32B15/088(2006.01)(71)申请人吉林大学B32B27/02(2006.01)地址130012吉林省长春市长春高新技术B32B27/34(2006.01)产业开发区前进大街2699号B32B3/08(2006.01)(72)发明人李志刚蔡金龙辛本禄韩洪江B32B3/12(2006.01)赵天一王明辉B32B5/12(2006.01)(74)专利代理机构吉林省中玖专利代理有限公B32B7/12(2006.01)司22219B32B27/04(2006.01)专利代理师李泉宏B32B27/38(2006.01)B32B27/28(2006.01)(51)Int.Cl.A63C5/03(2006.01)B32B9/00(2006.01)A63C5/12(2006.01)B32B9/04(2006.01)B32B15/00(2006.01)B32B15/20(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种碳纤维、镁合金微结构增强复合板及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种碳纤维、镁合金微结构增强复合板及其制备方法，采用耐低温镁合金材料，碳纤维及其他纤维结合形成耐低温树脂基复合材料，结合微结构形式设计，开发出一种新型复合板，很好地发挥了镁合金抗冲击的优点，形成芯体有利于提高镁合金材料整体的惯性矩，可承受剪切载荷，提升了整体的抗弯能力与抗冲击能力；本发明用碳纤维弥补了镁合金材料韧性不足的缺点，运用热固性树脂体系，把二者结合，使复合材料具有较好的耐低温特性，且具有较好的结构强度，耐冲击，解决了镁及其合金以及碳纤维耐低温性能均不是很好，在冰雪运动装备等领域应用受到限制的问题。CN115871288ACN115871288A权利要求书1/2页1.一种碳纤维、镁合金微结构增强复合板，其特征在于，该复合板的结构由上层碳纤维板(1)，下层碳纤维板(5)，层间纤维层以及微结构镁合金板芯(3)构成；其中，所述上层碳纤维板(1)和下层碳纤维板(5)是由碳纤维布与热固性树脂复合热压固化形成；上层碳纤维板(1)和下层碳纤维板(5)中热固性树脂与纤维质量比为1:1；上层碳纤维板(1)固化后厚度5～8mm，下层碳纤维板(5)固化后厚度在7～12mm；所述微结构镁合金板芯(3)由发泡塑料(31)和微结构镁合金材料(32)两部分构成；所述发泡塑料(31)填充在微结构镁合金材料(32)的间隙中；发泡塑料(31)与微结构镁合金材料(32)质量比为1:6；所述微结构镁合金材料(32)的微结构形式包括：三维双箭头负泊松比多胞微结构、梯度蜂窝结构和瓦楞纸结构；所述发泡塑料(31)为低密度发泡塑料；所述上层间纤维层(2)设置在上层碳纤维板(1)和微结构镁合金板芯(3)之间，下层间纤维层(4)设置在下层碳纤维板(5)和微结构镁合金板芯(3)之间，上层间纤维层(2)和下层间纤维层(4)厚度1.0mm‑1.5mm，均由树脂基和网眼直径在0.5‑1.0mm的大网眼尺寸纤维材料构成，纤维材质与树脂基的质量比在1:(1～1.5)之间；纤维材质包括：碳纤维、玻璃纤维以及凯夫拉纤维；树脂基为热固性树脂。2.根据权利要求1所述的碳纤维、镁合金微结构增强复合板，其特征在于，上层碳纤维板(1)和下层碳纤维板(5)中碳纤维布为T系列碳纤维布，上层碳纤维板(1)、下层碳纤维板(5)、上层间纤维层(2)和下层间纤维层(4)中的热固性树脂为聚双环戊二烯或DP460环氧树脂。3.根据权利要求1所述的碳纤维、镁合金微结构增强复合板，其特征在于，下层碳纤维板(5)的厚度较上层碳纤维板(1)厚。4.根据权利要求1所述的碳纤维、镁合金微结构增强复合板，其特征在于，微结构镁合金板芯(3)中发泡塑料(31)为化学交联聚乙烯发泡塑料。5.根据权利要求1所述的碳纤维、镁合金微结构增强复合板，其特征在于，微结构镁合金材料(32)微结构形式为三维双箭头负泊松比多胞微结构，微结构单元尺寸可为15mm×15mm×12mm～17mm×17mm×15mm；或者，所述微结构镁合金材料(32)的微结构形式为梯度蜂窝结构，微结构单元为三层设置，中间层为小尺寸蜂窝结构，中间层上下两侧布置相同的大尺寸蜂窝结构，中间层小尺寸蜂窝结构单元边长与上下两侧大尺寸蜂窝结构边长比为1:(2～3)。6.一种碳纤维、镁合金微结构增强复合板的制备方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：1)使用质量比为1:1的碳纤维布与热固性树脂材料复合热压固化，获得厚度为5～8