本发明属于超轻多孔金属材料技术领域，具体涉及一种碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构及其制备方法。
背景技术：
超轻多孔金属材料是近些年来随着材料制备以及机械加工技术的迅速发展而出现的一类新型多功能材料，具有结构功能一体化的特征。其芯体具有高孔隙率，其微结构按规则程度可分为无序和有序两大类，前者包括闭孔泡沫铝材料，而后者包括二维点阵材料(如波纹结构)与三维桁架结构(如金字塔结构、四面体结构)。
泡沫铝具备孔隙率高的特点，有优良的吸能、隔热、减振性能，但因为制备中不可避免产生的孔结构缺陷，其强度和刚度都比较低。为了提升泡沫铝的性能，目前存在有颗粒增强和纤维增强等方式。在泡沫铝中添加一定的sic、sio2、al2o3颗粒及电厂废料粉煤灰等成分，可以起到提高泡沫铝强度的作用，但由于这些颗粒状物质与泡沫铝的动力学黏度不高，所以不能长时间稳定泡沫，会造成泡沫铝结构缺陷，进而影响泡沫铝的力学性能。在泡沫铝中添加镀铜碳纤维，能够明显提升基体的动力学黏度，可以长时间稳定泡沫，提升平台应力，增强能量吸收能力。点阵金属夹层板的比强度和比刚度高，作为结构材料优势明显，但其芯体或者节点往往容易在较低的应变时就达到应力峰值，继而软化失效。将二者复合，制备出泡沫铝-点阵夹层板复合结构，可以实现两种材料优势性能的整合，弥补各自力学性能的不足，从而获得力学性能大幅提升的新型复合结构。
现有的泡沫铝-金字塔点阵夹层板复合结构中，泡沫铝填充不仅增强了点阵芯体的抗屈曲能力，而且提升了复合芯体的压缩强度和能量吸收能力。为了进一步提升泡沫铝-金字塔点阵夹层板复合结构的整体性能，考虑在泡沫铝材料中引入碳纤维或者再生碳纤维，制备出碳纤维增强泡沫铝材料。将这种材料填充在金字塔点阵夹层板中，可以进一步增强结构的强度和韧性，提升结构的能量吸收性能，拓宽了泡沫铝-金字塔点阵夹层板复合结构在防雷板、列车防撞部件、汽车保险杠和反恐爆破装备等工程领域的应用。
另外，目前制备泡沫铝的主要方法是熔体发泡法和粉末冶金法。考虑到金字塔点阵夹层板中芯体的复杂性，熔体发泡法制备出泡沫铝材料无法直接填充到金字塔点阵夹层板中。如何在金字塔点阵夹层板中原位发泡出冶金结合界面的碳纤维增强泡沫铝是复合结构制备的关键。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构及其制备方法，将碳纤维增强泡沫铝在金字塔点阵夹层板中原位发泡形成冶金结合界面，从而改善整体力学性能，获得多功能的碳纤维增强泡沫铝-金字塔点阵夹层板。
本发明采用以下技术方案：
一种碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构，包括面板和金字塔点阵芯体，金字塔点阵芯体设置在两个面板之间构成金字塔点阵夹层板复合结构，在金字塔点阵芯体的孔隙中间隔性填充有碳纤维增强泡沫铝，碳纤维增强泡沫铝内添加有增强相碳纤维，金字塔点阵芯体的相对密度为0.01～0.15，碳纤维增强泡沫铝的密度为0.1～1.1g/cm3，孔隙率为60～95％。
一种碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构的制备方法，首先制备金字塔点阵芯体；将金字塔点阵芯体与面板焊接制成金字塔点阵夹层板；然后将基体粉末、发泡剂和带有金属镀层的碳纤维或再生碳纤维混合并搅拌均匀，将混合好的粉料放入模具中模压成初步胚料，再挤压成可发泡预制体，接着将压制后的可发泡预制体填入金字塔点阵夹层板中，放入气氛炉中发泡；最后加热并保温至预制体膨胀形成完全充满于金字塔点阵夹层板孔隙的碳纤维增强泡沫铝后冷却得到碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构。
具体的，将冲孔菱形网或平整过的拉伸网采用模压或折叠技术形成金字塔点阵芯体，然后将面板和金字塔点阵芯体采用金属清洗剂清洗去除油污和锈迹，采用钎焊或激光焊将面板与金字塔点阵芯体连接制成金字塔点阵夹层板。
具体的，带有金属镀层的碳纤维或再生碳纤维的制备如下：
采用电镀法将碳纤维原丝在350～450℃下的空气气氛中加热20～40min，然后浸入质量浓度20～40％的硝酸中煮沸10～30min，再用离去子水冲洗至中性；放入电镀液中进行电沉积，在碳纤维或再生碳纤维表面镀上一层金属铜或者金属镍，然后再将碳纤维或再生碳纤维长丝剪成2～4mm的短切碳纤维。
进一步的，电镀法在碳纤维或再生碳纤维表面镀铜的工艺具体为：
电镀液成分为cuso460～180g/l，h2so4120～180g/l；添加剂成分为2-巯基苯并咪唑0.1～0.3g/l，乙撑硫脲0.2～0.4g/l，聚二硫二丙烷磺酸钠5～8g/l，甲基蓝0.3～0.6g/l，op-10乳化剂30～50g/l；其中，添加剂用量为1～5ml/l，电镀液温度为12～20℃，电压为1～2v，电镀时间为4～10min。
进一步的，电镀法在碳纤维或再生碳纤维表面镀镍的工艺具体为：
电镀液成分为niso4300～400g/l，h3bo335～45g/l；添加剂成分为nacl90～110g/l，苯磺酸钠1～3g/l，十二烷基硫酸钠1～3g/l，二乙氨基戊炔二醇0.2～0.6g/l；添加剂用量为40～60ml/l，电镀液温度为12～20℃，电流密度为0.2～0.4a/dm2，电镀时间为3～7min。
具体的，将质量比为:的基体粉料和发泡剂放入行星球磨机中混合1～3h，然后在混料中加入质量分数为1～10％的带有金属镀层的碳纤维或再生碳纤维；用纯度为95％以上的工业酒精作为碳纤维分散剂，在每100g混合物中加入20～50ml酒精，机械搅拌均匀，搅拌时间为10～20min，搅拌速度为500～1000r/min；搅拌均匀的混合物放入真空烘干机，烘干温度为80～120℃，真空度为10～100pa，烘干时间为10～20min。
进一步的，基体粉料为工业纯铝粉、铝硅合金粉或铝合金粉，基体粉末的粒度为40～150μm；铝硅合金粉为alsi6、alsi7或alsi12；铝合金粉为alsi7mg或aa6061；发泡剂为氢化钛，粒度为50～200μm；
基体粉料为工业纯铝粉时，加热温度为690～730℃，基体粉料为alsi6时，加热温度为610～650℃，基体粉料为alsi7时，加热温度为610～650℃，基体粉料为alsi12时，加热温度为610～660℃，基体粉料为alsi7mg时，加热温度为610～650℃，基体粉料为aa6061时，加热温度为650～710℃。
具体的，采用粉末连续挤压工艺，控制挤压比大于10，将混合好的粉料放入模具模压成初步的胚料，控制模压压强为150～350mpa，再将该坯料挤压成密实度不低于99％的线状可发泡预制体；最后对可发泡预制体以及金字塔点阵夹层板进行酸碱洗以去除其表面氧化膜并干燥。
具体的，将可发泡预制体填入金字塔点阵夹层板中后放入保护气体为氮气或氩气的气氛炉中发泡；以30～120℃/min的加热速度将温度自室温升高到基体粉料的熔点以上30～60℃，并保温5～30min，待预制体膨胀形成完全充满于金字塔点阵夹层板孔隙的碳纤维增强泡沫铝后，采用冲击射流的方式冷却碳纤维增强泡沫铝，得到碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明一种碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构，复合结构由金字塔点阵芯体与面板制成的金字塔点阵夹层板以及间隔性填充在金字塔点阵芯体的孔隙中的碳纤维增强泡沫铝组成，泡沫铝内添加有增强相碳纤维，将碳纤维增强泡沫铝在金字塔点阵夹层板中原位发泡形成冶金结合界面，从而改善整体力学性能，获得多功能的碳纤维增强泡沫铝-金字塔点阵夹层板，碳纤维增强泡沫铝-金字塔点阵夹层压缩峰值强度较泡沫铝-金字塔夹层板压缩峰值强度提高15％，能十分有效地减轻结构重量，提高抗爆炸冲击防护性能，且具备隔热、隔声、减振等多功能特性。
本发明还公开了一种碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构的制备方法，首先采用模压或折叠技术制成金字塔点阵芯体，并通过钎焊或激光焊等方法与面板连接，制备成金字塔点阵夹层板；然后将基体粉料、发泡剂和带有金属镀层的碳纤维或再生碳纤维按一定比例混合均匀后烘干，经粉末连续挤压工艺模压成初步胚料，然后挤压成预制体；将预制体填入金字塔点阵夹层板的孔隙中；最后将放有预制体的金字塔点阵夹层板置于气氛炉中，加热到一定温度后保温原位发泡，待发泡填充完毕再采用冲击射流快速冷却，即可获得碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构。本发明实现金字塔点阵芯体、面板和碳纤维增强泡沫铝的冶金连接，获得更高强度和更高能量吸收性能的碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构。
进一步的，采用粉末冶金的方法，在点阵金属内部原位发泡形成冶金结合的碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板，利用点阵金属优异的力学性能以及泡沫铝的吸能、隔声、减振、隔热的优势，实现多功能的耦合，获得综合性能更加优异的结构功能一体化材料。碳纤维或再生碳纤维可以提升泡沫铝的平台应力，增强材料的强度和韧性，提升材料的能量吸收性能。冶金结合有效提高了界面结合强度，使得复合结构的性能得到进一步提升。而且，原位发泡的制备方法工序更便于规模化的生产，具备更低的成本。
进一步的，在碳纤维或再生碳纤维表面镀铜可以减少纤维团聚，防止纤维与铝基体发生反应生成脆性物质al4c3，提升界面结合和复合材料综合性能。
进一步的，在碳纤维或再生碳纤维表面镀镍可以减少纤维团聚，防止纤维与铝基体发生反应生成脆性物质al4c3，提升界面结合性能和复合材料综合力学性能。
进一步的，基体粉末选用的工业纯铝粉为常用的泡沫铝基体粉末，含铝量超过99％；铝硅合金粉(包括alsi6、alsi7或alsi12)和铝合金粉(包括alsi7mg或aa6061)是在铝合金粉末中加入si和mg元素，可以提升基体材料的力学性能，进而提升泡沫铝材料的综合性能；发泡剂选用的氢化钛在高温下可以脱氢，产生氢气，目前是一种高效的发泡剂。
进一步的，放入保护气体为氮气或氩气的气氛炉中发泡，可以防止基体粉末与氧气等活泼气体发生反应，提升泡沫铝材料的成型质量；采用冲击射流的方式冷却碳纤维增强泡沫铝，可以加速冷却过程，防止泡沫体坍塌，减少泡沫铝材料的结构性缺陷。
综上所述，本发明制造工艺成本较低，易于规模化生产，在安全防护、交通运输、机械制造、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明填充前碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板的结构示意图；
图2为本发明填充后碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板的结构示意图。
其中：1.面板；2.金字塔点阵芯体；3.碳纤维增强泡沫铝；4.增强相碳纤维。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图2，本发明提供了一种碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构，该复合结构包括面板1和金字塔点阵芯体2，金字塔点阵芯体2设置在两个面板1之间构成金字塔点阵夹层板，在金字塔点阵芯体2的孔隙中间隔性填充有碳纤维增强泡沫铝3，碳纤维增强泡沫铝3内添加有增强相碳纤维4。
金字塔点阵芯体2的相对密度为0.01～0.15，碳纤维增强泡沫铝3的密度为0.1～1.1g/cm3，孔隙率为60～95％。
本发明一种碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构的制备方法，首先制备金字塔点阵芯体；将金字塔点阵芯体与面板焊接制成金字塔点阵夹层板；将基体粉末、发泡剂和带有金属镀层的碳纤维或再生碳纤维混合并搅拌均匀；然后，将混合好的粉料放入模具中模压成初步胚料，再挤压成可发泡预制体，接着将压制后的可发泡预制体填入金字塔点阵夹层板中，放入气氛炉中发泡；最后加热并保温至预制体膨胀形成完全充满于金字塔点阵夹层板孔隙的碳纤维增强泡沫铝后，快速冷却得到碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构。
具体步骤如下：
s1、将冲孔菱形网或平整过的拉伸网采用模压或折叠技术形成金字塔点阵芯体2，然后将面板1和金字塔点阵芯体2采用金属清洗剂清洗去除油污和锈迹，采用钎焊或激光焊将面板1与金字塔点阵芯体2连接制成金字塔点阵夹层板；
冲孔菱形网、平整过的拉伸网以及面板的材质均为不锈钢或钛合金。
s2、采用电镀法，将碳纤维原丝在350～450℃下的空气气氛中加热20～40min，然后浸入质量浓度20～40％的硝酸中煮沸10～30min，再用离去子水冲洗至中性；对于再生碳纤维，可以省去上述步骤，在去离子水中清洗即可；放入电镀液中进行电沉积，在碳纤维或再生碳纤维表面镀上一层金属铜或者金属镍，然后再将碳纤维或再生碳纤维长丝剪成2～4mm的短切碳纤维；
电镀法在碳纤维或再生碳纤维表面镀铜的工艺参数为：
电镀液成分为cuso460～180g/l，h2so4120～180g/l；添加剂成分为2-巯基苯并咪唑(m)0.1～0.3g/l，乙撑硫脲(n)0.2～0.4g/l，聚二硫二丙烷磺酸钠(sp)5～8g/l，甲基蓝0.3～0.6g/l，op-10乳化剂30～50g/l添加剂；添加剂用量为1～5ml/l，电镀液温度为12～20℃，电压为1～2v，电镀时间为4～10min。
电镀法在碳纤维或再生碳纤维表面镀镍的工艺参数为：
电镀液成分为niso4300～400g/l，h3bo335～45g/l；添加剂成分为nacl90～110g/l，苯磺酸钠1～3g/l，十二烷基硫酸钠1～3g/l，二乙氨基戊炔二醇0.2～0.6g/l；添加剂用量为40～60ml/l，电镀液温度为12～20℃，电流密度为0.2～0.4a/dm2，电镀时间为3～7min。
电镀法选用的碳纤维为碳纤维或再生碳纤维，电镀完成后将碳纤维机械短切成长度2～4mm的短切碳纤维。
s3、将基体粉料和发泡剂放入行星球磨机中混合1～3h，然后在混料中加入质量分数为1～10％的带有金属镀层的碳纤维或再生碳纤维；用纯度为95％以上的工业酒精作为碳纤维分散剂，在每100g混合物中加入20～50ml酒精，机械搅拌均匀，搅拌时间为10～20min，搅拌速度为500～1000r/min；搅拌均匀的混合物放入真空烘干机，烘干温度为80～120℃，真空度为10～100pa，烘干时间为10～20min。
其中，基体粉料和发泡剂的质量比为(98～99.8):(0.2～2)；基体粉料为工业纯铝粉、铝硅合金粉或铝合金粉，基体粉末粒度为40～150μm；铝硅合金粉具体为alsi6、alsi7或alsi12；铝合金粉具体为alsi7mg或aa6061；发泡剂为氢化钛，粒度为50～200μm。
基体粉料为工业纯铝粉时，加热到690～730℃之间，基体粉料为alsi6时，加热到610～650℃之间，基体粉料为alsi7时，加热到610～650℃之间，基体粉料为alsi12时，加热到610～660℃之间，基体粉料为alsi7mg时，加热到610～650℃，基体粉料为aa6061时加热到650～710℃之间。
s4、采用粉末连续挤压工艺，控制挤压比大于10，将混合好的粉料放入模具模压成初步的胚料，再将该坯料挤压成可发泡预制体；
粉末连续挤压工艺所得可发泡预制体的形状为线状，密实度不低于99％，模压压强为150～350mpa；可发泡预制体在被填入金字塔点阵夹层板之前，需要将金字塔点阵夹层板与可发泡预制体进行酸碱洗以去除其表面氧化膜并干燥。
s5、将可发泡预制体填入金字塔点阵夹层板中后放入气氛炉中发泡；以30～120℃/min的加热速度将温度自室温升高到基体粉料的熔点以上30～60℃，并保温5～30min，待预制体膨胀形成完全充满于金字塔点阵夹层板孔隙的碳纤维增强泡沫铝3后，采用冲击射流的方式冷却碳纤维增强泡沫铝，得到碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构。
气氛炉中的保护气体为氮气或者氩气。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，具体实施例如下：
实施例1
(1)将冲孔的316不锈钢菱形网采用模压技术形成金字塔点阵芯体2，然后将316不锈钢面板1和金字塔点阵芯体2采用金属清洗剂清洗去除油污和锈迹，采用钎焊将面板1与金字塔点阵芯体2连接制成金字塔点阵夹层板；
(2)采用电镀法，将碳纤维原丝在350℃下的空气气氛中加热20min，然后浸入质量浓度20％的硝酸中煮沸10min，再用离去子水冲洗至中性，放入电镀液中进行电沉积，在碳纤维表面镀上一层金属铜，再将碳纤维长丝剪成2～4mm的短切碳纤维；
(3)碳纤维表面电镀铜的工艺参数为：电镀液成分为cuso460g/l，h2so4120g/l；添加剂成分为2-巯基苯并咪唑(m)0.2g/l，乙撑硫脲(n)0.3g/l，聚二硫二丙烷磺酸钠(sp)6g/l，甲基蓝0.3g/l，op-10乳化剂30g/l添加剂；添加剂用量为2ml/l，电镀液温度为12℃，电压为1v，电镀时间为4min；
(4)基体粉料为工业纯铝粉，发泡剂为氢化钛粉末，基体粉料和发泡剂的质量比为98:2；将两者放入行星球磨机中混合1h，然后在混料中加入质量分数为1％的镀铜碳纤维；用纯度为95％的工业酒精作为碳纤维分散剂，在每100g混合物中加入20ml酒精，机械搅拌均匀，搅拌时间为10min，搅拌速度为500r/min；搅拌均匀的混合物放入真空烘干机，烘干温度为100℃，真空度为10～100pa，烘干时间为20min；
(5)将混合好的粉料注入模压模具内，模压成φ8mm的初步坯料，密实度大于99％，再将获得的初步坯料放入挤压模具内，控制挤压比为12，加压到150mpa挤压成线状可发泡预制体；
(6)将金字塔点阵夹层板与可发泡预制体进行酸碱洗以去除其表面氧化膜，干燥后，将可发泡预制体填入金字塔点阵夹层板中，并一起放入保护气体为氮气的气氛炉中发泡；
(7)以120℃/min的加热速度将炉温自室温升高到730℃，并保温12min。待预制体膨胀形成完全充满于金字塔点阵夹层板孔隙的碳纤维增强泡沫铝3后，采用冲击射流的方式快速冷却，即得到碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板。
其中金字塔点阵的相对密度为0.01～0.15，碳纤维增强泡沫铝密度为0.1～1.1g/cm3，孔隙率为60～95％。
实施例2
(1)将平整过的316不锈钢板网采用折叠技术形成金字塔点阵芯体2，然后将316不锈钢面板1和金字塔点阵芯体2采用金属清洗剂清洗去除油污和锈迹，采用激光焊将面板1与金字塔点阵芯体2连接制成金字塔点阵夹层板；
(2)采用电镀法，将碳纤维原丝在450℃下的空气气氛中加热40min，然后浸入质量浓度30％的硝酸中煮沸30min，再用离去子水冲洗至中性，放入电镀液中进行电沉积，在碳纤维表面镀上一层金属镍，再将碳纤维长丝剪成2～4mm的短切碳纤维。
(3)碳纤维表面电镀镍的工艺参数为：镀液成分为niso4300g/l，h3bo335g/l；添加剂成分为nacl90g/l，苯磺酸钠1.5g/l，十二烷基硫酸钠1g/l，二乙氨基戊炔二醇0.4g/l；添加剂用量为40ml/l，电镀液温度为12℃，电流密度为0.4a/dm2，电镀时间为3min。
(4)基体粉料为工业纯铝粉，发泡剂为氢化钛粉末，基体粉料和发泡剂的质量比为98.8:1.2；将两者放入行星球磨机中混合3h，然后在混料中加入质量分数为10％的镀镍碳纤维；用纯度为95％的工业酒精作为碳纤维分散剂，在每100g混合物中加入50ml酒精，机械搅拌均匀，搅拌时间为20min，搅拌速度为700r/min；搅拌均匀的混合物放入真空烘干机，烘干温度为120℃，真空度为10～100pa，烘干时间为12min。
(5)将混合好的粉料注入模压模具内，模压成φ8mm的初步坯料，密实度大于99％，再将获得的初步坯料放入挤压模具内，控制挤压比为13，加压到250mpa挤压成线状可发泡预制体。
(6)将金字塔点阵夹层板与可发泡预制体进行酸碱洗以去除其表面氧化膜，干燥后，将可发泡预制体填入金字塔点阵夹层板中，并一起放入保护气体为氩气的气氛炉中发泡。
(7)以60℃/min的加热速度将炉温自室温升高到710℃，并保温15min。待预制体膨胀形成完全充满于金字塔点阵夹层板孔隙的碳纤维增强泡沫铝3后，采用冲击射流的方式快速冷却，即得到碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板。
其中金字塔点阵芯体的相对密度为0.01～0.15，碳纤维增强泡沫铝密度为0.1～1.1g/cm3，孔隙率为60～95％。
实施例3
(1)将平整过的tc4钛合金板网采用折叠技术形成金字塔点阵芯体2，然后将tc4钛合金面板1和金字塔点阵芯体2采用金属清洗剂清洗去除油污和锈迹，采用激光焊将面板1与金字塔点阵芯体2连接制成金字塔点阵夹层板；
(2)采用电镀法，将再生碳纤维原丝用离去子水冲洗至中性，放入电镀液中进行电沉积，在再生碳纤维表面镀上一层金属铜，再将再生碳纤维长丝剪成2～4mm的短切碳纤维。
(3)再生碳纤维表面电镀铜的工艺参数为：电镀液成分为cuso4180g/l，h2so4160g/l；添加剂成分为2-巯基苯并咪唑(m)0.1g/l，乙撑硫脲(n)0.2g/l，聚二硫二丙烷磺酸钠(sp)8g/l，甲基蓝0.6g/l，op-10乳化剂40g/l添加剂；添加剂用量为1ml/l，电镀液温度为18℃，电压为2v，电镀时间为8min。
(4)基体粉料为alsi6，发泡剂为氢化钛粉末，基体粉料和发泡剂的质量比为99:1；将两者放入行星球磨机中混合2h，然后在混料中加入质量分数为6％的镀铜再生碳纤维；用纯度为98％的工业酒精作为再生碳纤维分散剂，在每100g混合物中加入40ml酒精，机械搅拌均匀，搅拌时间为15min，搅拌速度为600r/min；搅拌均匀的混合物放入真空烘干机，烘干温度为85℃，真空度为10～100pa，烘干时间为10min。
(5)将混合好的粉料注入模压模具内，模压成φ8mm的初步坯料，密实度大于99％，再将获得的初步坯料放入挤压模具内，控制挤压比为13，加压到300mpa挤压成线状可发泡预制体。
(6)将金字塔点阵夹层板与可发泡预制体进行酸碱洗以去除其表面氧化膜，干燥后，将可发泡预制体填入金字塔点阵夹层板中，并一起放入保护气体为氮气的气氛炉中发泡。
(7)以90℃/min的加热速度将炉温自室温升高到650℃，并保温30min。待预制体膨胀形成完全充满于波纹板孔隙的碳纤维增强泡沫铝3后，采用冲击射流的方式快速冷却，即得到碳纤维增强泡沫铝-金字塔点阵夹层板。
其中金字塔点阵芯体的相对密度为0.01～0.15，碳纤维增强泡沫铝密度为0.1～1.1g/cm3，孔隙率为60～95％。
实施例4
(1)将冲孔的304不锈钢菱形网采用模压技术形成金字塔点阵芯体2，然后将304不锈钢面板1和金字塔点阵芯体2采用金属清洗剂清洗去除油污和锈迹，采用钎焊将面板1与金字塔点阵芯体2连接制成金字塔点阵夹层板；
(2)采用电镀法，将再生碳纤维原丝用离去子水冲洗至中性，放入电镀液中进行电沉积，在再生碳纤维表面镀上一层金属镍，再将再生碳纤维长丝剪成2～4mm的短切碳纤维。
(3)再生碳纤维表面电镀镍的工艺参数为：镀液成分为niso4350g/l，h3bo340g/l；添加剂成分为nacl100g/l，苯磺酸钠1g/l，十二烷基硫酸钠2g/l，二乙氨基戊炔二醇0.2g/l；添加剂用量为50ml/l，电镀液温度为20℃，电流密度为0.2a/dm2，电镀时间为7min。
(4)基体粉料为alsi7，发泡剂为氢化钛，基体粉料和发泡剂的质量比为99.2:0.8；将两者放入行星球磨机中混合2h，然后在混料中加入质量分数为5％的镀镍再生碳纤维；用纯度为95％的工业酒精作为再生碳纤维分散剂，在每100g混合物中加入40ml酒精，机械搅拌均匀，搅拌时间为14min，搅拌速度为800r/min；搅拌均匀的混合物放入真空烘干机，烘干温度为80℃，真空度为10～100pa，烘干时间为12min。
(5)将混合好的粉料注入模压模具内，模压成φ8mm的初步坯料，密实度大于99％，再将获得的初步坯料放入挤压模具内，控制挤压比为11，加压到300mpa挤压成线状可发泡预制体。
(6)将金字塔点阵夹层板与可发泡预制体进行酸碱洗以去除其表面氧化膜，干燥后，将可发泡预制体填入金字塔点阵夹层板中，并一起放入保护气体为氩气的气氛炉中发泡。
(7)以90℃/min的加热速度将自室温炉温升高到640℃，并保温15min。待预制体膨胀形成完全充满于金字塔点阵夹层板孔隙的碳纤维增强泡沫铝3后，采用冲击射流的方式快速冷却，即得到碳纤维增强泡沫铝-金字塔点阵夹层板。
其中金字塔点阵芯体的相对密度为0.01～0.15，碳纤维增强泡沫铝密度为0.1～1.1g/cm3，孔隙率为60～95％。
实施例5
(1)将平整过的316不锈钢板网采用折叠技术形成金字塔点阵芯体2，然后将316不锈钢面板1和金字塔点阵芯体2采用金属清洗剂清洗去除油污和锈迹，采用钎焊将面板1与金字塔点阵芯体2连接制成金字塔点阵夹层板；
(2)采用电镀法，将碳纤维原丝在360℃下的空气气氛中加热25min，然后浸入质量浓度40％的硝酸中煮沸25min，再用离去子水冲洗至中性，放入电镀液中进行电沉积，在碳纤维表面镀上一层金属铜，再将碳纤维长丝剪成2～4mm的短切碳纤维。
(3)碳纤维表面电镀铜的工艺参数为：电镀液成分为cuso460g/l，h2so4180g/l；添加剂成分为2-巯基苯并咪唑(m)0.3g/l，乙撑硫脲(n)0.4g/l，聚二硫二丙烷磺酸钠(sp)5g/l，甲基蓝0.3g/l，op-10乳化剂50g/l添加剂；添加剂用量为5ml/l，电镀液温度为20℃，电压为1.5v，电镀时间为10min。
(4)基体粉料为aa6061，发泡剂为氢化钛，基体粉料和发泡剂的质量比为99.5:0.5；将两者放入行星球磨机中混合2h，然后在混料中加入质量分数为8％的镀铜碳纤维；用纯度为95％的工业酒精作为碳纤维分散剂，在每100g混合物中加入30ml酒精，机械搅拌均匀，搅拌时间为12min，搅拌速度为900r/min；搅拌均匀的混合物放入真空烘干机，烘干温度为90℃，真空度为10～100pa，烘干时间为10min。
(5)将混合好的粉料注入模压模具内，模压成φ8mm的初步坯料，密实度大于99％，再将获得的初步坯料放入挤压模具内，控制挤压比为16，加压到300mpa挤压成线状可发泡预制体。
(6)将金字塔点阵夹层板与可发泡预制体进行酸碱洗以去除其表面氧化膜，干燥后，将可发泡预制体填入金字塔点阵夹层板中，并一起放入保护气体为氮气的气氛炉中发泡。
(7)以100℃/min的加热速度将自室温炉温升高到680℃，并保温15min。待预制体膨胀形成完全充满于金字塔点阵夹层板孔隙的碳纤维增强泡沫铝3后，采用冲击射流的方式快速冷却，即得到碳纤维增强泡沫铝-金字塔点阵夹层板。
其中金字塔点阵芯体的相对密度为0.01～0.15，碳纤维增强泡沫铝密度为0.1～1.1g/cm3，孔隙率为60～95％。
实施例6
(1)将平整过的304不锈钢板网采用折叠技术形成金字塔点阵芯体2，然后将304不锈钢面板1和金字塔点阵芯体2采用金属清洗剂清洗去除油污和锈迹，采用钎焊将面板1与金字塔点阵芯体2连接制成金字塔点阵夹层板；
(2)采用电镀法，将再生碳纤维原丝用离去子水冲洗至中性，放入电镀液中进行电沉积，在再生碳纤维表面镀上一层金属镍，再将再生碳纤维长丝剪成所需长度的短切碳纤维。
(3)再生碳纤维表面电镀镍的工艺参数为：镀液成分为niso4400g/l，h3bo345g/l；添加剂成分为nacl110g/l，苯磺酸钠3g/l，十二烷基硫酸钠3g/l，二乙氨基戊炔二醇0.6g/l；添加剂用量为60ml/l，电镀液温度为14℃，电流密度为0.3a/dm2，电镀时间为4min。
(4)基体粉料为alsi7mg，发泡剂为氢化钛粉末，基体粉料和发泡剂的质量比为99.8:0.2；将两者放入行星球磨机中混合2h，然后在混料中加入质量分数为3％的镀铜再生碳纤维；用纯度为95％的工业酒精作为再生碳纤维分散剂，在每100g混合物中加入25ml酒精，机械搅拌均匀，搅拌时间为12min，搅拌速度为1000r/min；搅拌均匀的混合物放入真空烘干机，烘干温度为80℃，真空度为10～100pa，烘干时间为18min。
(5)将混合好的粉料注入模压模具内，模压成φ8mm的初步坯料，密实度大于99％，再将获得的初步坯料放入挤压模具内，控制挤压比为18，加压到350mpa挤压成线状可发泡预制体。
(6)将金字塔点阵夹层板与可发泡预制体进行酸碱洗以去除其表面氧化膜，干燥后，将可发泡预制体填入金字塔点阵夹层板中，并一起放入保护气体为氩气的气氛炉中发泡。
(7)以30℃/min的加热速度将炉温自室温升高到650℃，并保温5min。待预制体膨胀形成完全充满于金字塔点阵夹层板孔隙的碳纤维增强泡沫铝3后，采用冲击射流的方式快速冷却，即得到碳纤维增强泡沫铝-金字塔点阵夹层板。
其中金字塔点阵芯体的相对密度为0.01～0.15，碳纤维增强泡沫铝密度为0.1～1.1g/cm3，孔隙率为60～95％。
本发明采用粉末冶金的方法，在金字塔点阵芯体内部原位发泡形成冶金结合的碳纤维增强泡沫铝-金字塔夹层板复合结构，利用金字塔点阵优异的力学性能以及碳纤维增强泡沫铝的吸能、隔声、隔热、电磁屏蔽等优势，实现多功能的耦合，获得综合性能更加优异的结构功能一体化材料。
碳纤维是一种优质的纤维材料，具有诸多优异的性能，如比强度高、比模量高、耐高温、耐腐蚀等。碳纤维上电镀上铜或镍可以减少纤维团聚，防止纤维和铝基体发生反应生成脆性物质，提升界面结合和复合材料性能。带有金属镀层的碳纤维或再生碳纤维引入泡沫铝材料的制备，不仅起到了稳定气泡的作用，而且显著提升了材料性能，如抗压强度、能量吸收、阻尼性能和孔壁韧性等。冶金结合有效提高了界面结合强度，使得复合结构的性能得到进一步提升。再生碳纤维的使用，不仅可以改善填埋废弃碳纤维材料造成的土地资源浪费问题，而且可以保护生态环境。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。