一種泡沫金屬夾芯及其制備方法、夾芯板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種泡沫金屬夾芯及其制備方法，以及采用該泡沫金屬夾芯的夾芯板。
【背景技術(shù)】
[0002]泡沫金屬材料具有輕質(zhì)、高效吸能等優(yōu)點(diǎn)，常被作為吸能部件應(yīng)用于航空航天、汽車、艦船等領(lǐng)域，但由于其強(qiáng)度不高，應(yīng)用范圍受到了極大的限制。
[0003]為使泡沫金屬材料得到有效利用，現(xiàn)有技術(shù)中通過在泡沫金屬材料上下表面設(shè)置較薄的復(fù)合材料或者金屬板，形成以泡沫金屬為夾芯的三明治結(jié)構(gòu)夾芯板。這種三明治結(jié)構(gòu)的夾芯板不僅具有質(zhì)量小、吸能效率高的特點(diǎn)，而且具有較高的比剛度，在充分發(fā)揮泡沫金屬夾芯自身輕質(zhì)、高效吸能等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，提高了強(qiáng)度，具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0004]然而，由于上述夾芯板中采用的泡沫金屬夾芯自身的強(qiáng)度低，限制了具有該泡沫金屬夾芯的夾芯板強(qiáng)度的進(jìn)一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中泡沫金屬夾芯強(qiáng)度低的問題，提供一種泡沫金屬夾芯。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]提供一種泡沫金屬夾芯，包括泡沫金屬和夾芯纖維布；所述夾芯纖維布從所述泡沫金屬的上表面經(jīng)過泡沫金屬的側(cè)面延伸至泡沫金屬的下表面，將所述泡沫金屬包裹；所述泡沫金屬的孔內(nèi)填充有硅膠。
[0008]同時(shí)，本發(fā)明還提供了上述泡沫金屬夾芯的制備方法，包括如下步驟:
[0009]S1、采用夾芯纖維布包裹泡沫金屬，使夾芯纖維布的兩端分別覆蓋于所述泡沫金屬的上表面和下表面，夾芯纖維布的中部至少覆蓋泡沫金屬的一個(gè)側(cè)面；
[0010]S2、將夾芯纖維布包裹的泡沫金屬浸沒于液態(tài)硅膠中；
[0011]S3、將內(nèi)部浸沒有泡沫金屬的液態(tài)硅膠進(jìn)行真空脫泡，然后將液態(tài)硅膠固化。
[0012]另外，本發(fā)明還提供了一種夾芯板，包括兩個(gè)復(fù)合板材和位于兩個(gè)復(fù)合板材之間的如前所述的泡沫金屬夾芯；所述復(fù)合板材包括兩個(gè)金屬板及位于兩個(gè)金屬板之間的兩個(gè)外層纖維布。
[0013]本發(fā)明提供的泡沫金屬夾芯采用纖維布按特定方式裹制，并且泡沫金屬夾芯的孔內(nèi)采用硅膠填充固化。使其具有更優(yōu)異的強(qiáng)度和抗沖擊性能，可用作新型建材、機(jī)動(dòng)車輛的高剛度結(jié)構(gòu)件。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1提供的泡沫金屬夾芯的立體示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明實(shí)施例2提供的泡沫金屬夾芯的立體示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明提供的夾芯板的爆炸圖。
[0017]說(shuō)明書附圖中的附圖標(biāo)記如下:
[0018]1、泡沫金屬夾芯；11、泡沫鋁；12、夾芯纖維布；2、金屬板；3、外層纖維布。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]本發(fā)明提供的泡沫金屬夾芯包括泡沫金屬和夾芯纖維布；所述夾芯纖維布從所述泡沫金屬的上表面經(jīng)過泡沫金屬的側(cè)面延伸至泡沫金屬的下表面，將所述泡沫金屬包裹；所述泡沫金屬的孔內(nèi)填充有硅膠。
[0021]本發(fā)明中，上述泡沫金屬可以采用本領(lǐng)域常用的各種泡沫金屬，例如所述泡沫金屬選自泡沫鋁、泡沫鎳或泡沫銅中的一種。本發(fā)明中對(duì)泡沫金屬的具體種類沒有限制。
[0022]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，泡沫金屬是由金屬基體骨架連續(xù)相和氣孔分散相或連續(xù)相組成的兩相復(fù)合材料，其內(nèi)部分散有大量的孔。本發(fā)明提供的泡沫金屬夾芯中，泡沫金屬的孔內(nèi)填充有硅膠。
[0023]同時(shí)，本發(fā)明提供的泡沫金屬夾芯還包括夾芯纖維布。本發(fā)明中采用的極芯纖維布可以為本領(lǐng)域常用的各種纖維布，例如，所述夾芯纖維布為玻璃纖維或碳纖維。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，具體的，夾芯纖維布覆蓋于泡沫金屬上，所述夾芯纖維布從所述泡沫金屬的上表面經(jīng)過泡沫金屬的側(cè)面延伸至泡沫金屬的下表面。夾芯纖維布大體呈“]”型同時(shí)覆蓋于泡沫金屬的上表面、側(cè)面和下表面上，將泡沫金屬包裹。
[0025]在孔內(nèi)填充硅膠，并且通過夾芯纖維布按照上述方式包裹之后，可大大提高泡沫金屬夾芯的強(qiáng)度。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，上述泡沫金屬夾芯中，可以僅包括一個(gè)泡沫金屬，也可包括多個(gè)泡沫金屬。當(dāng)僅包括一個(gè)泡沫金屬時(shí)，夾芯纖維布可以以“]”型方式對(duì)泡沫金屬進(jìn)行包裹。
[0027]當(dāng)包括多個(gè)泡沫金屬時(shí)，為提供更高的強(qiáng)度，優(yōu)選情況下，所述泡沫金屬夾芯包括多個(gè)泡沫金屬；所述多個(gè)泡沫金屬依次層疊；所述夾芯纖維布沿“弓”字型穿設(shè)于所述多個(gè)泡沫金屬之間并貼合于所述多個(gè)泡沫金屬表面，將相鄰的兩個(gè)泡沫金屬隔開；并且所述夾芯纖維布的兩端分別覆蓋于最上層的泡沫金屬的上表面和最下層的泡沫金屬的下表面。
[0028]此時(shí)，多個(gè)泡沫金屬之間呈層疊狀態(tài)。夾芯纖維布覆蓋于最上端的第一塊泡沫金屬上表面，并從第一塊泡沫金屬上表面朝一側(cè)延伸，彎曲后貼合于第一塊泡沫金屬的第一側(cè)面(例如左側(cè))并沿該側(cè)面向下延伸至第一塊泡沫金屬的下表面，再次彎曲后同時(shí)貼合于第一塊泡沫金屬下表面和第二塊泡沫金屬上表面，并沿第一塊泡沫金屬下表面向第一塊泡沫金屬的與第一側(cè)面相對(duì)的側(cè)邊(例如右側(cè))延伸至第二側(cè)面(例如右側(cè)面)處，并向下彎曲后貼合于第二塊泡沫金屬的第二側(cè)面(例如右側(cè)面)，并沿該側(cè)面向下延伸至第二塊泡沫金屬的下表面，再次彎曲后同時(shí)貼合于第二塊泡沫金屬下表面和第三塊泡沫金屬上表面，并沿第二塊泡沫金屬下表面向第二塊泡沫金屬的另一側(cè)(例如左側(cè))延伸。以此類推，直至夾芯纖維布貼合于最下方的泡沫金屬的下表面上。此時(shí)，夾芯纖維布呈“弓”字型穿設(shè)于所述多個(gè)泡沫金屬之間并貼合于所述多個(gè)泡沫金屬表面。在多個(gè)泡沫金屬同一側(cè)，兩個(gè)相鄰的泡沫金屬中，僅有一個(gè)泡沫金屬的側(cè)面與夾芯纖維布貼合，即在同一側(cè)，夾芯纖維布間隔貼合于多個(gè)泡沫金屬側(cè)面。而對(duì)于同一泡沫金屬而言，其兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面中，僅有一個(gè)側(cè)面與夾芯纖維布貼合。
[0029]本發(fā)明中，所述泡沫金屬夾芯的厚度可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，具體可根據(jù)適用領(lǐng)域進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整和選擇，優(yōu)選情況下，所述泡沫金屬夾芯的厚度為5-15_。
[0030]同時(shí)，本發(fā)明還提供了上述泡沫金屬夾芯的制備方法，包括如下步驟:
[0031]S1、采用夾芯纖維布包裹泡沫金屬，使夾芯纖維布的兩端分別覆蓋于所述泡沫金屬的上表面和下表面，夾芯纖維布的中部至少覆蓋泡沫金屬的一個(gè)側(cè)面；
[0032]S2、將夾芯纖維布包裹的泡沫金屬浸沒于液態(tài)硅膠中；
[0033]S3、將內(nèi)部浸沒有泡沫金屬的液態(tài)硅膠進(jìn)行真空脫泡，然后將液態(tài)硅膠固化。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，如前所述，制備上述泡沫金屬夾芯時(shí)采用的夾芯纖維布和泡沫金屬可采用本領(lǐng)域常用的夾芯纖維布和泡沫金屬，例如所述夾芯纖維布為玻璃纖維或碳纖維；所述泡沫金屬選自泡沫鋁、泡沫鎳或泡沫銅中的一種。
[0035]如步驟SI所述，首先需采用夾芯纖維布包裹泡沫金屬，使夾芯纖維布的兩端分別覆蓋于所述泡沫金屬的上表面和下表面，夾芯纖維布的中部至少覆蓋泡沫金屬的一個(gè)側(cè)面。
[0036]如前文所述，上述泡沫金屬個(gè)數(shù)可以為一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)泡沫金屬僅有一個(gè)時(shí)，采用夾芯纖維布包裹該泡沫金屬，使夾芯纖維布的兩端分別覆蓋于所述泡沫金屬的上表面和下表面，夾芯纖維布的中部覆蓋于所述泡沫金屬的側(cè)面上。即，此時(shí)夾芯纖維布呈“]”型，夾芯纖維布的兩端分別覆蓋于所述泡沫金屬的上表面和下表面上，夾芯纖維布的中部貼合于泡沫金屬的一個(gè)側(cè)面上。
[0037]當(dāng)泡沫金屬具有多個(gè)時(shí)，可按上述一個(gè)泡沫金屬類似的方式，將多個(gè)泡沫金屬視為一個(gè)整體，采用夾芯纖維布將上述多個(gè)泡沫金屬共同包裹，此時(shí)夾芯纖維布呈“]”型，夾芯纖維布貼合于多個(gè)泡沫金屬的同一側(cè)的側(cè)面上。本發(fā)明中，為提供更高的強(qiáng)度，優(yōu)選情況下，夾芯纖維布的兩端分別覆蓋于所述泡沫金屬的上表面和下表面，并且夾芯纖維布的中部同時(shí)覆蓋泡沫金屬的一個(gè)側(cè)面及上下表面。具體的，使所述多個(gè)泡沫金屬依次層疊，并且所述夾芯纖維布沿“弓”字型穿設(shè)于所述多個(gè)泡沫金屬之間并貼合于所述多個(gè)泡沫金屬表面，將相鄰的兩個(gè)泡沫金屬隔開；并且所述夾芯纖維布的兩端分別覆蓋于最上層的泡沫金屬的上表面和最下層的泡沫金屬的下表面。如前所述，此時(shí)，在多個(gè)泡沫金屬同一側(cè)，兩個(gè)相鄰的泡沫金屬中，僅有一個(gè)泡沫金屬的側(cè)面與夾芯纖維布貼合，即在同一側(cè)，夾芯纖維布間隔貼合于多個(gè)泡沫金屬側(cè)面。而對(duì)于同一泡沫金屬而言，其兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面中，僅有一個(gè)側(cè)面與夾芯纖維布貼合。
[0038]本發(fā)明中，優(yōu)選情況下，所述步驟SI中，先采用環(huán)氧樹脂對(duì)所述夾芯纖維布進(jìn)行預(yù)浸處理，然后采用夾芯纖維布包裹泡沫金屬。
[0039]根據(jù)本發(fā)明，采用夾芯纖維布包裹泡沫金屬后，需在泡沫金屬的孔內(nèi)填充硅膠。具體如步驟S2，將夾芯纖維布包裹的泡沫金屬浸沒于液態(tài)硅膠中。可以理解的，具體操作時(shí)，可在一箱體內(nèi)灌注液態(tài)硅膠，然后將夾芯纖維布包裹的泡沫金屬置于液態(tài)硅膠內(nèi)，使液態(tài)硅膠的液面高于泡沫金屬的最頂端；或者，可將夾芯纖維布包裹的泡沫金屬置于一箱體內(nèi)，然后向箱體內(nèi)灌注液態(tài)硅膠，直至淹沒泡沫金屬的最頂端。
[0040]為避免在后續(xù)真空脫泡時(shí)液態(tài)硅膠液面下降至泡沫金屬的最頂端之下而導(dǎo)致泡沫金屬部分區(qū)域內(nèi)無(wú)法有效的填充硅膠，優(yōu)選情況下，所述步驟S2中，液態(tài)硅膠的液面高出所述泡沫金屬上表面的距離為泡沫金屬厚度的0.5倍。
[0041]同時(shí)，為避免過于浪費(fèi)材料，優(yōu)選情況下，將泡沫金屬置于箱體內(nèi)時(shí)，使泡沫金屬的長(zhǎng)寬面緊貼箱體底部，利于在后續(xù)工藝中減少機(jī)加工的耗料。
[0042]本發(fā)明中，如步驟S3，還需將內(nèi)部浸沒有泡沫金屬的液態(tài)硅膠進(jìn)行真空脫泡，以除去硅膠內(nèi)部的氣泡。真空脫泡的方法可以采用常規(guī)的方法，例如可以在50-100KPa的壓強(qiáng)下進(jìn)行真空脫泡。
[0043]經(jīng)過真空脫