[发明专利]一种纤维金属层合板及其制备方法

说明书

本发明涉及一种纤维金属层合板及其制备方法，其中，纤维金属层合板包括第一纤维布层和两层分别设于第一纤维布层两侧的金属网，第一纤维布层包括至少一层纤维布；还包括短切纤维，短切纤维能够附着于金属网的表面并在金属网的表面形成毛刺结构；金属网与第一纤维布层之间设有树脂胶层。该纤维金属层合板具有良好导电性的同时，能够保证各层贴合紧密，使得通过该纤维金属层合板制备的车体，能够避免由于导电性差而造成的浪涌过电压泄放时间长、能量聚集的问题，保证了车内人员和设备的安全性，且成本较低。

技术领域

本发明涉及纤维金属层合技术领域，具体涉及一种纤维金属层合板及其制备方法。

背景技术

碳纤维复合材料凭借高强度、低膨胀系数、热容量小、比重小等特性，已成为车体设计和制造的首选材料之一。但由于组成方式、成型工艺等客观因素的影响，其电性能要劣于传统金属车体，由此造成了车体浪涌过电压泄放时间长、能量聚集的问题。

针对该问题，目前常见的解决方法是在碳纤维车体外层加装金属网，该方法一定程度上能够解决浪涌过电压的泄放问题，但是外层金属网表面不平整且容易受到环境的腐蚀和氧化，需要其他工艺来对最外层结构做进一步的处理，而且单层金属网对材料的电性能提升有限，对于一些极端工况，例如高压断路、接触网断线、直击雷等，依然存在车体过电压对地电位高、泄放时间长的问题。

也有一种类似的方法是将金属网层复合到碳纤维材料内部，这一方法可以避免金属网外露，但是除了电性能提升有限外，金属网与碳纤维层的粘性也一般，容易发生层间分离、材料损坏的问题。另外一种办法是利用一定的加工工艺使导电填料与碳纤维基体结合，由填料的导电性来实现复合材料的导电功能，常见的填料包括碳纳米管、石墨、金属粉等。该方法工艺简单易于加工且成本低，应用范围也比较广泛，但是复合材料的电性能主要取决于导电填料的添加比例，而过量添加会对复合材料的力学性能产生影响，在保证力学性能的前提下，该方法对复合材料的电性能提升效果有限，难以满足动车车体对导电性能的要求。

目前还有一种方法是采用化学工艺对碳纤维复合材料表面进行金属化处理，利用还原剂还原溶液中的金属离子，在碳纤维复合材料表面形成金属镀层。该方法产生的金属镀层表面光滑平整，厚度均匀且易于控制，但成本较高，常用于形状复杂、尺寸要求高的场合，不适合在动车车体制造领域推广使用。

因此，如何提供一种纤维金属层合板，具有良好导电性的同时，能够保证各层贴合紧密，使得通过该纤维金属层合板制备的车体，能够避免由于导电性差而造成的浪涌过电压泄放时间长、能量聚集的问题，保证了车内人员和设备的安全性，且成本较低，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种纤维金属层合板及其制备方法，纤维金属层合板具有良好导电性的同时，能够保证各层贴合紧密，使得通过该纤维金属层合板制备的车体，能够避免由于导电性差而造成的浪涌过电压泄放时间长、能量聚集的问题，保证了车内人员和设备的安全性，且成本较低。

为解决上述技术问题，本发明提供一种纤维金属层合板，包括第一纤维布层和两层分别设于所述第一纤维布层两侧的金属网，所述第一纤维布层包括至少一层纤维布；还包括短切纤维，所述短切纤维能够附着于所述金属网的表面并在所述金属网的表面形成毛刺结构；所述金属网与所述第一纤维布层之间设有树脂胶层。

两层金属网的表面都附着有短切纤维，该短切纤维能够在金属网的表面形成毛刺结构，当金属网的表面通过树脂胶层与第一纤维布层之间粘接固定时，短切纤维能够穿过树脂胶层与第一纤维布层内的纤维丝接触，并通过树脂胶层固定，如此一来，能够增加金属网和第一纤维布层之间的粘接强度，保证二者之间的粘接稳定性，避免发生层合分离的情况，从而改善了该纤维金属层合板的力学性能。