[发明专利]一种超轻非晶增强碳纤维乒乓球拍及其制备方法

说明书

本发明公开一种超轻非晶增强碳纤维乒乓球拍，乒乓球拍包括有芯板、碳纤维层以及非晶合金层；该芯板主要为发泡材料；该碳纤维层包覆在芯板外；该非晶合金层包覆在碳纤维层外。本产品乒乓球拍表面为多层非晶合金薄带，具有弹性储能高、模量适中的特点，使得球拍底板在低冲击的时候也能迅速产生相应的形变，有利于控球，彻底解决了碳纤维乒乓球拍因为刚度过大而导致的控球性能差、手感差的弱点；而在受到大冲击时，非晶合金具有的高弹性储能可以更有效的将力量通过胶皮并最终传到乒乓球上，将击球效率提升30%以上，尤其适合弧圈球等进攻方法。

技术领域

本发明涉及运动器材领域技术，尤其是指一种超轻非晶增强碳纤维乒乓球拍及其制备方法。

背景技术

当前市面上的乒乓球拍底板仍然以轻质木材为主，其密度、弹性等性能适中，兼顾了灵活、控球、速度等的综合性能，也符合大众的消费水平，因而多年一直都是乒乓球拍底板的首选。通常，乒乓球拍的主选木材有阿尤斯木、林巴木、桐木、云杉、椴木、桧木、胡桃木等，性能各具特色。但是，各种不同的木材的性质差异较大，而且生长的地域、气候条件、雨水是否充裕(含水率)等自然因素都对木材的特性有很大影响；此外，木材在加工过程中的切割方式、木纹纹理的走向、色差、节疤、矿物线等都会对球拍的性能造成很大的影响，这些都严重影响了木质类球拍性能的一致性。

随着乒乓球水平的不断发展，木材弹性和强度不够的局限也逐渐凸显，已经满足不了击球速度更快、旋转更强的新需求。为此，多层层压木底板以及在多层层压板基础上加入弹性模量更高的碳纤维、芳基纤维、玻璃纤维等新材料夹层，成为乒乓球拍发展的一个新趋势。但是，这类新工艺，基本只是在原有木材的基础上进行改性，仅仅是对某些性能进行一定程度上的改良，而没有根本性的创新，尤其重量上受到木材材质密度偏大的局限，而无法进一步的降低重量，上述木材基材的乒乓球拍，横拍基本集中在90-95克，直拍集中在85-90克。

当前，为了进一步降低乒乓球拍的重量，提升乒乓球拍的操控灵活性及击球速度，当前也有厂家尝试将发泡芯材结合碳纤维的复合结构。其中，CN107415281A介绍了一种自膨胀成型的方法制备碳纤维乒乓球拍，其采用具有自行热膨胀的超低密度聚合物作为内部芯材，提供了塑形及支撑的功能，获得了重量非常轻的乒乓球拍产品。CN201710788184.6也提及了采用发泡填料及碳纤维一体成型一种乒乓球拍，获得一种弹性好、重量轻的乒乓球拍。但是，这类的材料及工艺，存在一个非常大的缺陷，在冲击较小的时候，球拍表面的碳纤维模量超过250GPa，导致其刚性过大，持球时间短，震动衰减时间长，震动反馈的时间长且散乱，导致搓球、摆短等技术手段的控球及手感均非常差；而在冲击较大的时候，低密度的芯材强度低，无法为表面的碳纤维层提供有效的支撑，导致扣杀、大力弧圈球等进攻方式的效率非常低。

非晶合金是一种具有长程无序、短程有序的独特原子排布结构的一种新材料，其拉伸强度可以达到1800-4000MPa甚至更高，而其弹性模量只有大约70-80GPa左右；更重要的是，其弹性储能(弹性比功)将超过2.3×10⁷J/m³，而且弹性极限可达2％。此外，非晶合金的独特原子结构还使得其具有对应力缺口不敏感以及非常好的耐疲劳特性。因此，利用非晶独特的力学性能对碳纤维复合材料、水泥基复合材料等进行改性，是当前复合材料界的研究热点。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种超轻非晶增强碳纤维乒乓球拍及其制备方法，其能有效解决现有之碳纤维乒乓球拍因为刚度过大而导致的控球性能差、手感差的弱点。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种超轻非晶增强碳纤维乒乓球拍，包括有芯板、碳纤维层以及非晶合金层；该芯板主要为发泡材料；该碳纤维层包覆在芯板外；该非晶合金层包覆在碳纤维层外，所述一种超轻非晶增强碳纤维乒乓球拍的制备方法，包括有以下步骤：

(1)制备非晶合金薄带：采用甩带快淬的方法来制备非晶合金薄带；