[发明专利]一种碳纤维布-钛合金复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维布-钛合金复合材料，其特征在于：碳纤维布与钛合金片按照“钛合金片-纤维布-钛合金片”的顺序叠层分布，钛合金成分可调，碳纤维布分布可控，该复合材料是通过在碳纤维布表面电镀铜后置于放电等离子烧结（SPS）模具内进行烧结的方法制备得到的。

2.如权利要求1所述的材料，其特征在于：钛合金的成分允许根据需要进行调整。

3.如权利要求1所述的材料，其特征在于：碳纤维布与钛合金片的分布位置、角度、形状、尺寸和数量可在SPS模具内进行调整。

4.如权利要求1所述的材料，其特征在于：碳纤维布表面镀有铜层。

5.如权利要求1所述的材料，其特征在于所述材料是通过以下过程制备的：

(1)对碳纤维布进行除胶、粗化处理；

(2)采用电镀的方法在碳纤维布表面施镀铜层；

(3)将钛合金以及镀铜的碳纤维布按照成品的要求分布于SPS模具中；

(4)将安装好的模具放置于SPS烧结炉中进行烧结。

6.如权利要求1所述的一种碳纤维-钛合金复合材料的制备方法，其特征在于：

(1)按所需成品内碳纤维布的形状、尺寸和数量要求，裁剪一块或几块足够大的碳纤维布，再对其进行去胶、粗化处理，取出后用去离子水水洗3遍；

(2)采用电镀铜的方法在碳纤维布表面施镀，取出后用去离子水水洗3遍，再在80～100℃的热风中进行干燥；

(3)将钛合金以及镀铜的碳纤维布裁切成所需的形状、尺寸和数量，按照成品的要求分布于SPS模具中；

(4)将安装好的模具放置于SPS烧结炉中进行烧结。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

(1)对碳纤维布进行预处理时，去胶过程采用的是空气灼烧的方法；

(2)对碳纤维布进行预处理时，粗化液成分是体积分数为40%~60%的硝酸水溶液；

(3)对碳纤维布进行电镀铜时，镀液成分为CuSO₄（150g/L），H₂SO₄(50g／L)，蒸馏水；电流密度为1~3A/dm²，频率为1000赫兹，占空比80%，转速60转/分钟，施镀温度20~30℃，施镀时间2h；

(4)对表面镀铜碳纤维布进行与钛合金的复合时，采用的是SPS方法，按钛合金的成分要求切割获得规定成分的钛合金片后，将钛合金片以及镀铜碳纤维布按照成品的要求分布于SPS模具中，并置于SPS烧结炉中烧结，烧结温度为980~1050℃，压力为45~50MPa，升温速度100℃/min，保温15min。

8.如权利要求5所述的碳纤维布-钛合金复合材料的制备方法，其特征在于：碳纤维镀铜层厚度为20~150微米。