一种高剪切强度的碳纤维板的制作方法

本实用新型涉及碳纤维板领域，尤其涉及一种高剪切强度的碳纤维板。

背景技术：

碳纤维是一种高强度、高模量、重量轻的新材料，由于其优异的力学性能，被广泛应用于航空航天、无人机、机器人、体育用品等诸多领域。其中，碳纤维板作为最基本的一种碳纤维复合材料型材，成本低、易加工等特点，成为很重要的碳纤维复合材料部件中间材料。

不多目前碳纤维板层间剪切强度过低，主要是由于碳纤维板为单向碳纤维片材通过0°和90°交叉铺层，而沿着片材法向方向无增强纤维，造成片材和片材之间剪切强度过低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高剪切强度的碳纤维板。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：作为上述技术方案的进一步描述：一种高剪切强度的碳纤维板，包括三个薄层碳纤维层，相邻所述薄层碳纤维层之间固定连接有厚层碳纤维层，所述厚层碳纤维层和薄层碳纤维层共同固定连接有若干均匀贯穿设置的碳纤维小棒，所述薄层碳纤维层远离厚层碳纤维层一侧固定连接有高压装饰耐火板。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述薄层碳纤维层和厚层碳纤维层均采用单向斜纹编制，且薄层碳纤维层和厚层碳纤维层的斜纹方向不同。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述所述厚层碳纤维层和薄层碳纤维层依次组合，且厚层碳纤维层和薄层碳纤维层之间通过碳纤维粘结剂高压粘合。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述厚层碳纤维层的厚度为薄层碳纤维层的2到2.5倍。

作为上述技术方案的进一步描述：

相邻所述碳纤维小棒之间的距离d大于10mm小于50mm，相邻两列碳纤维小棒错开d/2的距离，形成碳纤维小棒矩阵。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述厚层碳纤维层和薄层碳纤维层均采用碳素纤维使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材。

本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型中设置有三个薄层碳纤维层和两个厚层碳纤维层，薄层碳纤维层和厚层碳纤维层依次交叠粘合，且薄层碳纤维层和厚层碳纤维层的斜纹方向不同，并且在薄层碳纤维层和厚层碳纤维层之间贯穿插入若干碳纤维小棒，由于在法向方向增加了纤维排布，所以层间剪切强度有了大幅度的提高。

2.本实用新型中设置有高压装饰耐火板，在外层的薄层碳纤维层侧面固定较薄一层高压装饰耐火板，使得碳纤维板在增加法向强度提高剪切应力的同时能够起到防火的作用。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种高剪切强度的碳纤维板的正剖视图；

图2为本实用新型提出的一种高剪切强度的碳纤维板的侧视图；

图3为本实用新型提出的一种高剪切强度的碳纤维板的薄层碳纤维层结构示意图。

图例说明：

1、薄层碳纤维层；2、碳纤维小棒；3、厚层碳纤维层；4、高压装饰耐火板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，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实用新型中的具体含义。

参照图1-3，本实用新型提供的一种实施例：一种高剪切强度的碳纤维板，包括三个薄层碳纤维层1，相邻薄层碳纤维层1之间固定连接有厚层碳纤维层3，厚层碳纤维层3和薄层碳纤维层1共同固定连接有若干均匀贯穿设置的碳纤维小棒2，形成碳纤维小棒2矩阵，由于在法向方向增加了纤维排布，所以层间剪切强度有了大幅度的提高。

薄层碳纤维层1远离厚层碳纤维层3一侧固定连接有高压装饰耐火板4，使得碳纤维板在增加法向强度提高剪切应力的同时能够起到防火的作用。薄层碳纤维层1和厚层碳纤维层3均采用单向斜纹编制，且薄层碳纤维层1和厚层碳纤维层3的斜纹方向不同，厚层碳纤维层3和薄层碳纤维层1相互结合可以使得纤维板的纤维横向强度更高。厚层碳纤维层3和薄层碳纤维层1依次组合，且厚层碳纤维层3和薄层碳纤维层1之间通过碳纤维粘结剂高压粘合，使得厚层碳纤维层3和薄层碳纤维层1结合更加紧密，构成一体化结构。厚层碳纤维层3的厚度为薄层碳纤维层1的2到2.5倍，厚层碳纤维层3和薄层碳纤维层1相互结合可以使得纤维板的纤维横向强度更高。相邻碳纤维小棒2之间的距离d大于10mm小于50mm，相邻两列增强小棒错开d/2的距离，形成增强小棒矩阵，由于在法向方向增加了纤维排布，所以层间剪切强度有了大幅度的提高。厚层碳纤维层3和薄层碳纤维层1均采用碳素纤维使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材。

工作原理：首先将碳纤维单向预浸料(片材)进行裁切，裁切成碳纤维板所需要的的尺寸，如500mm*500mm。将裁切好的碳纤维预浸料按照0度和90度交叉铺层。将单向碳纤维预浸布(片材)沿着0度方向铺两层，然后裁切成2mm*5mm的小片，将小片搓成棒状形态，沿着厚度方向插入制备出的薄层碳纤维层1和厚层碳纤维层3组合的纤维层中，相邻碳纤维小棒2之间的距离d大于10mm小于50mm，相邻两列增强小棒2错开d/2的距离，形成碳纤维小棒2矩阵。将露出外边的碳纤维小棒2头剪去，在外层的薄层碳纤维层1侧面固定较薄一层高压装饰耐火板4，使得碳纤维板在增加法向强度提高剪切应力的同时能够起到防火的作用。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种高剪切强度的碳纤维板，包括三个薄层碳纤维层(1)，其特征在于：相邻所述薄层碳纤维层(1)之间固定连接有厚层碳纤维层(3)，所述厚层碳纤维层(3)和薄层碳纤维层(1)共同固定连接有若干均匀贯穿设置的碳纤维小棒(2)，所述薄层碳纤维层(1)远离厚层碳纤维层(3)一侧固定连接有高压装饰耐火板(4)。

2.根据权利要求1所述的一种高剪切强度的碳纤维板，其特征在于：所述薄层碳纤维层(1)和厚层碳纤维层(3)均采用单向斜纹编制，且薄层碳纤维层(1)和厚层碳纤维层(3)的斜纹方向不同。

3.根据权利要求1所述的一种高剪切强度的碳纤维板，其特征在于：所述厚层碳纤维层(3)和薄层碳纤维层(1)依次组合，且厚层碳纤维层(3)和薄层碳纤维层(1)之间通过碳纤维粘结剂高压粘合。

4.根据权利要求1所述的一种高剪切强度的碳纤维板，其特征在于：所述厚层碳纤维层(3)的厚度为薄层碳纤维层(1)的2到2.5倍。

5.根据权利要求1所述的一种高剪切强度的碳纤维板，其特征在于：相邻所述碳纤维小棒(2)之间的距离d大于10mm小于50mm，相邻两列碳纤维小棒(2)错开d/2的距离，形成碳纤维小棒(2)矩阵。

6.根据权利要求1所述的一种高剪切强度的碳纤维板，其特征在于：所述厚层碳纤维层(3)和薄层碳纤维层(1)均采用碳素纤维使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材。

技术总结
本实用新型公开了一种高剪切强度的碳纤维板，包括三个薄层碳纤维层，相邻所述薄层碳纤维层之间固定连接有厚层碳纤维层，所述厚层碳纤维层和薄层碳纤维层共同固定连接有若干均匀贯穿设置的碳纤维小棒，所述薄层碳纤维层远离厚层碳纤维层一侧固定连接有高压装饰耐火板。本实用新型中，设置有三个薄层碳纤维层和两个厚层碳纤维层，薄层碳纤维层和厚层碳纤维层依次交叠粘合，并且在薄层碳纤维层和厚层碳纤维层之间贯穿插入若干碳纤维小棒，层间剪切强度有了大幅度的提高，在外层的薄层碳纤维层侧面固定较薄一层高压装饰耐火板，使得碳纤维板在增加法向强度提高剪切应力的同时能够起到防火的作用。

技术研发人员：赵伟;刘振岩;刘圣强
受保护的技术使用者：山东天亚达新材料科技有限公司
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2021.07.20