[实用新型]一种金属纤维泡沫铝复合层板

说明书

技术领域

本实用新型涉及复合材料制备技术领域，具体涉及一种金属纤维泡沫铝复合层板。

技术背景

泡沫铝是1980年代后期国际上迅速发展起来的一种具有优异物理特性和良好机械性能的新型工程材料，由于具有比重小、刚度大、比表面大、减震性能好、消声效果好、电磁屏蔽性能高等多方面的性能组合而具有结构和功能的双重作用，其研究处于船舶业、国防工业、汽车工业、高速列车、航空航天工业、军事以及其它重量相依性工业等领域的技术发展前沿，并在国家安全、科学技术研究与国民经济建设中发挥着巨大的作用，如用于吸音、减振、抗冲击和吸能、电磁屏蔽、隔热、热交换等诸多场合。泡沫铝将多种功能结合在一起，是传统材料所不能达到的。

众多研究表明，基于泡沫铝的夹层结构材料，也称为三明治结构材料，具有比单一金属构件及泡沫铝材料更为优越的力学性能，使得复合结构在一定载荷条件下显示出最佳的力学性能。传统三明治结构是由两层金属板与蜂窝铝或金属泡沫芯层构成,但在受到弯曲载荷时，金属板易于与芯层脱离。通常采用的金属板较薄，很容易在应力作用下弯曲失效，由于芯层材料抗弯曲应力破坏的能力很差，导致芯层材料断裂，进而导致三明治结构的失效。为了提高三明治板的抗弯曲变形性能，可以增加金属板厚度来有效控制三明治板的最终变形,但会导致三明治板质量的增加。为了解决这一矛盾，目前的轻质抗冲击的泡沫金属夹芯板，采用玻璃纤维或碳纤维与钛合金或铝合金组成的纤维金属层板作为最外层板，采用泡沫铝作为芯层材料。但存在以下缺点：一是纤维金属层板制备成本高，特别是采用钛合金纤维金属层板；二是相比传统三明治结构，由于纤维金属层板采用钛合金或铝合金，其导热性能很高，所制备泡沫金属夹芯板的防火性能没有得到提高，同时其减震性能也未提高。因此，提高该种材料的力学性能、提高其阻燃性和减震性能的同时，降低成本且材料重量减轻是目前有待解决的技术问题。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。

实用新型内容

为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于，首先提供一种金属纤维泡沫铝复合层板，包括：至少一层金属板层、至少一层聚合物复合材料层和至少一层泡沫铝层；

所述聚合物复合材料层与所述泡沫铝层交替粘接；

所述金属板层作为最外层，与所述聚合物复合材料层粘接。

其中，所述的聚合物复合材料层包括：纤维层与聚合物粘接剂；

所述聚合物粘接剂将所述纤维层与所述泡沫铝层粘接；

所述聚合物粘接剂将所述纤维层与所述金属板层粘接。

其中，所述金属纤维泡沫铝复合层板的结构是：一层所述金属板层、一层所述纤维层和一层所述泡沫铝层依次通过所述聚合物粘接剂粘接固定。

较佳的，所述金属纤维泡沫铝复合层板的结构是：至少两层所述纤维层与至少一层所述泡沫铝层通过所述聚合物粘接剂交替粘接作为夹芯层，两层所述金属板层分别作为所述最外层通过聚合物粘接剂与所述夹芯层粘结固定；

所述夹芯层的上下两面均为所述纤维层。

其中，所述金属层板是普碳钢板、不锈钢板、装甲钢板、纯铝板、铝合金板、穿孔铝板中至少一种。

其中，所述纤维层是单丝纤维、单束纤维或纤维布；所述纤维的材质是无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、碳纤维、碳化硅纤维、硼纤维、氧化铝纤维中至少一种。

其中，所述聚合物粘接剂为胶黏剂和固化剂的混合物，所述胶黏剂为环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、环氧酚醛树脂、环氧呋喃树脂、丙烯酸酯胶黏剂中至少一种。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：(1)金属纤维泡沫铝复合层板结构具有比金属泡沫铝三明治结构更为优越的力学性能，特别是拉伸、压缩性能；(2)在金属纤维泡沫铝复合层板振动期间，聚合物复合材料层的变形能将转变为热而引起减震作用，同时其主要承受两种金属板间的剪应力。因此，基于泡沫铝的金属纤维复合层板表现出更优的吸震减震特性和更优隔音性能；(3)泡沫铝层与纤维层具有优异的抗碰撞特别是抗高速冲击的性能，因此本金属纤维泡沫铝复合层板具有极高的能量吸收性能，能够在高应变速率和爆轰波条件下得到应用；(4)由于聚合物复合材料层的存在，本复合层板具有优异的阻燃性；(5)因为只有两层薄层金属板，所以减轻了该复合层板的重量，同时制备工艺简单，降低了成本；(6)该金属纤维泡沫铝复合层板具有优异的环境耐久性；(7)金属纤维泡沫铝复合层板具有良好的抗弯曲变形能力；(9)解决了因有机粘接剂热稳定性低造成的普通胶粘三明治泡沫铝复合板材在高温及阻燃方面应用的限制。