[發明專利]一種陶瓷-纖維-金屬超混雜層板及其制備方法

有效

• 申請號: 202210400886.3
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114953617B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 王耀;宋國鵬;胡寧;趙麗濱;張紹君;王偉;張泉達;郎利輝
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

1.一種陶瓷-纖維-金屬超混雜層板，其特征在于，該層板包括待保護表面的陶瓷板、鋪設在陶瓷板內側的熱塑性纖維增強樹脂預浸料層、熱固性纖維增強樹脂預浸料和金屬板交替鋪設的結構，最外層的熱固性纖維增強樹脂預浸料鋪設在熱塑性纖維增強樹脂預浸料層的內側，金屬板和陶瓷板上均加工出微米級或者納米級孔洞；

所述熱塑性纖維增強樹脂預浸料層的膨脹系數介于熱固性纖維增強樹脂預浸料的膨脹系數和陶瓷板的膨脹系數之間；熱塑性纖維增強樹脂預浸料的熱膨脹系數與陶瓷材料的熱膨脹系數的差值，不大于熱塑性纖維增強樹脂預浸料的熱膨脹系數與熱固性纖維增強樹脂預浸料的熱膨脹系數的差值；

所述的陶瓷-纖維-金屬超混雜層板的制備方法過程是：預先將陶瓷板及金屬板制備成所需形狀，

然后通過激光加工或噴砂加工對已經制備成所需形狀的陶瓷板、金屬板進行表面處理，使陶瓷板、金屬板表面形成微米/納米級孔洞；

在模具中先將陶瓷板和熱塑性纖維增強樹脂預浸料按照順序鋪層，并按照熱塑性纖維增強樹脂預浸料的固化曲線進行抽真空，并加熱到熱塑性纖維增強樹脂預浸料的固化曲線的溫度上限時降溫固化，獲得具有熱塑預浸料的陶瓷板整體；

然后在模具中按照具有熱塑預浸料的陶瓷板整體、熱固性纖維增強樹脂預浸料與金屬板交替結構、具有熱塑預浸料的陶瓷板整體的順序進行鋪層，之后按照熱固性樹脂的溫度曲線，進行抽真空，加溫加壓固化。

2.根據權利要求1所述的陶瓷-纖維-金屬超混雜層板，其特征在于，熱塑性纖維增強樹脂預浸料的厚度小于金屬層間熱固性纖維增強樹脂預浸料厚度的2/3，且大于金屬層間熱固性纖維增強樹脂預浸料厚度的1/3。

3.根據權利要求1所述的陶瓷-纖維-金屬超混雜層板，其特征在于，所述熱固性纖維增強樹脂預浸料為環氧樹脂材料，環氧樹脂的熱膨脹系數為50*10^(-6)/℃～60*10^(-6)/℃，陶瓷材料的熱膨脹系數為4*10^(-6)/℃～13*10^(-6)/℃，

所述陶瓷材料為氧化鎂陶瓷、氧化鋁陶瓷、滑石瓷、碳化硅陶瓷、氧化硅陶瓷或氮化硅陶瓷中的至少一種；

所述熱塑性纖維增強樹脂預浸料為聚酰亞胺樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚醚醚酮樹脂或聚醚酰亞胺樹脂中的至少一種；

所述纖維采用芳綸纖維、玻璃纖維或碳纖維中的至少一種；

所述金屬板為輕質金屬材料，包括鋁合金、鈦合金、鎂合金中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的陶瓷-纖維-金屬超混雜層板，其特征在于，微米級或者納米級孔洞通過陽極氧化設備進行處理加工獲得，孔洞的排布方式是隨機的；熱塑性纖維增強樹脂預浸料和熱固性纖維增強樹脂預浸料都有特定的固化曲線，需要相應的溫度、壓力和真空度，鋪層設置好后，按照順序進行層壓固化得到層板。

5.根據權利要求1所述的陶瓷-纖維-金屬超混雜層板，其特征在于，所述陶瓷-纖維-金屬超混雜層板的結構按照陶瓷層/熱塑性纖維增強樹脂預浸料層/熱固性纖維增強樹脂預浸料層/金屬層：2/2/n+1/n的結構鋪層設置，其中第一個2表示兩層陶瓷層，第二個2為2層熱塑性纖維增強樹脂預浸料層，n表示共有n層金屬層，n+1表示熱固性纖維增強樹脂預浸料層的層數，此時待保護的表面僅有兩個表面；

或者所述陶瓷-纖維-金屬超混雜層板的結構按照陶瓷層/熱塑性纖維增強樹脂預浸料層/熱固性纖維增強樹脂預浸料層/金屬層：1/1/n/n的結構鋪層設置，其中第一個1表示一層陶瓷層，第二個1為一層熱塑性纖維增強樹脂預浸料層，第一個n表示熱固性纖維增強樹脂預浸料層的層數，第二個n表示共有n層金屬層，此時待保護的表面僅有一個表面。