[发明专利]一种金属基体表面仿生微结构增强纤维金属层板

权利要求书

1.一种金属基体表面仿生微结构增强纤维金属层板，其特征在于：该层板由具有表面仿生微结构的金属基体与树脂、增强纤维按照一定的铺层结构和纤维铺设角度在一定温度、一定压强、一定真空度下经加压固化而成；

金属基体表面仿生微结构借鉴节肢昆虫小腿末端处“倒刺”结构和壁虎脚掌“刚毛”结构由微米级内、外“八”字型主孔洞和分布于主孔洞圆周外侧的纳米级空间微细副孔洞构成，其“八”字型主孔洞与金属基体表面呈一定角度密排均布，阵列分布于金属基体表面，该表面为金属与树脂接触一侧；主孔洞圆周外侧纳米级微细副孔洞靠近主孔洞一侧与主孔洞相通，在主孔洞圆周外侧呈空间分布；微米级主孔洞与纳米级副孔洞间根据零件实际需要设置为“顺刺”或“倒刺”结构；除模仿节肢昆虫腿部末端“倒刺”结构的“八”字型主孔洞与其所属副孔洞之外；该微结构还包括金属基体表面与层板水平方向呈一定角度的纳米级微小孔洞空间密集结构和/或金属基体表面未见“八”字型孔洞处的点阵、花纹。

2.根据权利要求1所述的金属基体表面仿生微结构增强纤维金属层板，其特征在于：微米级内、外“八”字型主孔洞与金属基体呈一定角度，其角度由树脂流入微米级内、外“八”字型主孔洞后，树脂与内、外“八”字型主孔洞壁所产生的摩擦及综合树脂浸润微细副孔洞所产生的“毛细”现象而最终形成的机械摩擦自锁效应所需倾角确定。

3.根据权利要求1所述的金属基体表面仿生微结构增强纤维金属层板，其特征在于：所述金属基体表面仿生微结构的孔洞加工方式为激光加工。

4.根据权利要求1所述的金属基体表面仿生微结构增强纤维金属层板，其特征在于：层板制备过程采用一定频率、振幅和强度的超声辅助或机械波震荡使树脂在此仿生微结构中获得良好的浸润。

5.根据权利要求1所述的金属基体表面仿生微结构增强纤维金属层板，其特征在于：层板所用树脂为热固性树脂或热塑性树脂，加压固化过程应根据树脂类型分别采取热固性树脂加热固化，热塑性树脂加热至树脂粘流态降温固化的方式。

6.根据权利要求1所述的金属基体表面仿生微结构增强纤维金属层板，其特征在于：层板所用增强纤维为芳纶纤维、玻璃纤维、碳纤维，金属为铝合金、钛合金、镁合金。

7.根据权利要求1所述的金属基体表面仿生微结构增强纤维金属层板，其特征在于：采用金属层/纤维层n+1/n的铺层结构，纤维铺设角度为0°、90°、±45°，其中纤维铺设角度根据所制备零件实际服役环境所承担的载荷确定；纤维层为单层或根据实际需要铺设为双层或多层结构。