專利名稱：一種金字塔點陣金屬夾層板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬夾層板及其制備方法，具體涉及一種金字塔點陣金屬夾層板及其制備方法。
背景技術(shù)：
超輕多孔金屬材料是近些年來隨著材料制備以及機械加工技術(shù)的迅速發(fā)展而出現(xiàn)的一類新穎多功能材料。其芯體具有高孔隙率，其微結(jié)構(gòu)按規(guī)則程度可分為無序和有序兩大類，前者包括閉孔泡沫鋁材料，而后者包括二維點陣材料(如波紋結(jié)構(gòu))與三維桁架結(jié)構(gòu)(如金字塔結(jié)構(gòu)、四面體結(jié)構(gòu))。

目前，常見的多孔金屬夾層板有桁架結(jié)構(gòu)夾層板和蜂窩鋁夾層板。其中現(xiàn)有所報道的桁架結(jié)構(gòu)夾層板制作均采用焊接技術(shù)，工藝復(fù)雜，成本高。在交通運輸、建筑裝飾等對抗剪切強度要求不太高，更注重輕質(zhì)、減震、低成本的領(lǐng)域應(yīng)用具有較大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有桁架結(jié)構(gòu)的高比強度、高比剛度優(yōu)異性能，同時工藝簡單、成本低的金字塔點陣金屬夾層板及其制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的金字塔點陣金屬夾層板由金字塔結(jié)構(gòu)的芯體與金屬面板通過雙組份環(huán)氧樹脂膠連接成金字塔結(jié)構(gòu)點陣金屬夾層板。本發(fā)明的制備方法包括以下步驟I)首先將沖孔菱形金屬網(wǎng)或平整過的拉伸菱形金屬網(wǎng)采用模壓、折疊技術(shù)形成帶有節(jié)點平臺的金字塔芯體，將金字塔芯體和金屬面板清洗去除油污和銹跡；2)然后，將雙組份環(huán)氧樹脂膠的兩組份按1:1的體積比混合調(diào)勻；再分別在每個金字塔節(jié)點平臺或每個金字塔節(jié)點平臺相對應(yīng)的金屬面板對應(yīng)位置涂抹0. I-Imm厚度的環(huán)氧樹脂膠后將兩塊金屬面板與芯體依次疊放，貼合；或根據(jù)金字塔芯體的節(jié)點平臺形狀及位置，切割一塊0. 3-lmm厚度且?guī)в信c金字塔芯體節(jié)點平臺相吻合的孔陣的平板，將平板緊貼在金屬面板上，同時，在50°C將雙組份環(huán)氧樹脂膠分別填充入平板的每個孔內(nèi)，保持剛好填滿孔的深度，刮除殘余膠，再從垂直于金屬面板的方向取下平板，將金字塔芯體節(jié)點平臺正對各個施膠點與金屬面板貼合；3)最后，將貼合好的金屬金字塔點陣夾層板采用夾具夾緊，先置于50-80°C利用環(huán)氧膠的流動性形成膠瘤形貌，然后置于80°C固化溫度下固化，拆卸夾具，即得到環(huán)氧樹脂膠接的金字塔點陣金屬夾層板。所述的菱形網(wǎng)的材質(zhì)為純鋁、鋁合金、鈦或鈦合金。所述的拉伸網(wǎng)的材質(zhì)為鋁板網(wǎng)或鈦板網(wǎng)。所述的金屬面板為鋁板、鋁合金板、鈦板或鈦合金板。所述步驟I)還對金字塔芯體的平臺和與金字塔芯體的平臺相對應(yīng)的金屬面板的連接面進(jìn)行機械打磨或磷化液化學(xué)氧化處理，以增強膠接強度。
所述的雙組份環(huán)氧樹脂膠為環(huán)氧樹脂與固化劑組成的市售的樂泰或鑄工膠。本發(fā)明采用環(huán)氧膠膠接方法制備金字塔點陣夾層板可在保持高比強度、高比剛度的同時，極大的降低成本，在交通運輸、建筑裝飾領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景，且由于其通孔結(jié)構(gòu)，功能擴展性強。即應(yīng)用點陣金屬優(yōu)異的力學(xué)性能實現(xiàn)高比強度、高比剛度的輕質(zhì)多孔材料。例如，孔隙度為6. 0%的鋁金字塔點陣夾層板，壓縮強度達(dá)3. 3MPa，密度僅為水密度(lg/cm3)的 1/6。相對于焊接結(jié)構(gòu),本發(fā)明可以降低制造成本,減小連接中的殘余應(yīng)力,提高連接位置腐蝕、疲勞、阻尼性能，有效發(fā)揮其輕質(zhì)、高比強度、高比剛度性能，在交通運輸、建筑裝飾等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。


圖I環(huán)氧膠膠接金屬金字塔點陣夾層板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2環(huán)氧膠上膠示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實施例I :1)首先將沖孔菱形純鋁網(wǎng)采用模壓、折疊技術(shù)形成帶有節(jié)點平臺的金字塔芯體I，將金字塔芯體I和鋁制成的金屬面板2清洗去除油污和銹跡，并對金字塔芯體I的平臺和與金字塔芯體I的平臺相對應(yīng)的金屬面板2的連接面進(jìn)行機械打磨或磷化液化學(xué)氧化處理，以增強膠接強度；2)然后，將由環(huán)氧樹脂與固化劑組成的雙組份環(huán)氧樹脂膠的兩組份按1:1的體積比混合調(diào)勻；再分別在每個金字塔節(jié)點平臺或者面板對應(yīng)位置涂抹0. Imm厚度的環(huán)氧樹脂膠，再將金屬面板2與芯體I依次疊放，貼合；3)最后，將貼合好的金屬金字塔點陣夾層板采用夾具夾緊，先置于50°C利用環(huán)氧膠的流動性形成膠瘤形貌，然后置于80°C固化溫度下固化，拆卸夾具，即得到環(huán)氧樹脂膠接的金字塔點陣金屬夾層板(參見圖I)。其中金字塔點陣的相對密度為I 10%，單節(jié)點膠量為 0. 01-0. lg。實施例2 1)首先將沖孔菱形鋁合金網(wǎng)采用模壓、折疊技術(shù)形成帶有節(jié)點平臺的金字塔芯體I，將金字塔芯體I和鋁合金制成的金屬面板2清洗去除油污和銹跡，并對金字塔芯體I的平臺和與金字塔芯體I的平臺相對應(yīng)的金屬面板2的連接面進(jìn)行機械打磨或磷化液化學(xué)氧化處理，以增強膠接強度；2)然后，將由環(huán)氧樹脂與固化劑組成的雙組份環(huán)氧樹脂膠的兩組份按1:1的體積比混合調(diào)勻；再分別在每個金字塔節(jié)點平臺或者面板對應(yīng)位置涂抹0. 5mm厚度的環(huán)氧樹脂膠，再將金屬面板2與芯體I依次疊放，貼合；3)最后，將貼合好的金屬金字塔點陣夾層板采用夾具夾緊，先置于70°C利用環(huán)氧膠的流動性形成膠瘤形貌，然后置于80°C固化溫度下固化，拆卸夾具，即得到環(huán)氧樹脂膠接的金字塔點陣金屬夾層板。其中金字塔點陣的相對密度為I 10%，單節(jié)點膠量為0. 01-0. lg。實施例3 1)首先將沖孔菱形鈦網(wǎng)采用模壓、折疊技術(shù)形成帶有節(jié)點平臺的金字塔芯體I，將金字塔芯體I和鈦板制成的金屬面板2清洗去除油污和銹跡，并對金字塔芯體I的平臺和與金字塔芯體I的平臺相對應(yīng)的金屬面板2的連接面進(jìn)行機械打磨或磷化液化學(xué)氧化處理，以增強膠接強度；2)然后，將由環(huán)氧樹脂與固化劑組成的雙組份環(huán)氧樹脂膠的兩組份按1:1的體積比混合調(diào)勻；

再分別在每個金字塔節(jié)點平臺或者面板對應(yīng)位置涂抹Imm厚度的環(huán)氧樹脂膠，再將金屬面板2與芯體I依次疊放，貼合；3)最后，將貼合好的金屬金字塔點陣夾層板采用夾具夾緊，先置于65°C利用環(huán)氧膠的流動性形成膠瘤形貌，然后置于80°C固化溫度下固化，拆卸夾具，即得到環(huán)氧樹脂膠接的金字塔點陣金屬夾層板。其中金字塔點陣的相對密度為I 10%，單節(jié)點膠量為0. 01-0. lg。實施例4 1)首先將沖孔菱形鈦合金網(wǎng)采用模壓、折疊技術(shù)形成帶有節(jié)點平臺的金字塔芯體I，將金字塔芯體I和鈦合金制成的金屬面板2清洗去除油污和銹跡，并對金字塔芯體I的平臺和與金字塔芯體I的平臺相對應(yīng)的金屬面板2的連接面進(jìn)行機械打磨或磷化液化學(xué)氧化處理，以增強膠接強度；2)然后，將由環(huán)氧樹脂與固化劑組成的雙組份環(huán)氧樹脂膠的兩組份按1:1的體積比混合調(diào)勻；根據(jù)金字塔芯體I的節(jié)點平臺形狀及位置，切割一塊0. 3_厚度且?guī)в信c金字塔芯體I節(jié)點平臺相吻合的孔陣的平板4，將平板4緊貼在金屬面板2上，同時，在50°C將雙組份環(huán)氧樹脂膠分別填充入平板4的每個孔內(nèi)，保持剛好填滿孔的深度，刮除殘余膠，再從垂直于金屬面板2的方向取下平板4，將金字塔芯體節(jié)點平臺正對各個施膠點與金屬面板2貼合(參見圖2);3)最后，將貼合好的金屬金字塔點陣夾層板采用夾具夾緊，先置于80°C利用環(huán)氧膠的流動性形成膠瘤形貌，然后置于80°C固化溫度下固化，拆卸夾具，即得到環(huán)氧樹脂膠接的金字塔點陣金屬夾層板(參見圖I)。實施例5 1)首先將平整過的菱形拉伸鋁板網(wǎng)采用模壓、折疊技術(shù)形成帶有節(jié)點平臺的金字塔芯體1，將金字塔芯體I和鋁合金制成的金屬面板2清洗去除油污和銹跡，并對金字塔芯體I的平臺和與金字塔芯體I的平臺相對應(yīng)的金屬面板2的連接面進(jìn)行機械打磨或磷化液化學(xué)氧化處理，以增強膠接強度；2)然后，將由環(huán)氧樹脂與固化劑組成的雙組份環(huán)氧樹脂膠的兩組份按1:1的體積比混合調(diào)勻；或根據(jù)金字塔芯體I的節(jié)點平臺形狀及位置，切割一塊0. 6mm厚度且?guī)в信c金字塔芯體I節(jié)點平臺相吻合的孔陣的平板4，將平板4緊貼在金屬面板2上，同時，在50°C將雙組份環(huán)氧樹脂膠分別填充入平板4的每個孔內(nèi)，保持剛好填滿孔的深度，刮除殘余膠，再從垂直于金屬面板2的方向取下平板4，將金字塔芯體節(jié)點平臺正對各個施膠點與金屬面板2貼合；3)最后，將貼合好的金屬金字塔點陣夾層板采用夾具夾緊，先置于60°C利用環(huán)氧膠的流動性形成膠瘤形貌，然后置于80°C固化溫度下固化，拆卸夾具，即得到環(huán)氧樹脂膠接的金字塔點陣金屬夾層板。實施例6 1)首先將平整過的菱形拉伸鈦板網(wǎng)采用模壓、折疊技術(shù)形成帶有節(jié)點平臺的金字塔芯體1，將金字塔芯體I和鈦合金制成的金屬面板2清洗去除油污和銹跡，并對金字塔芯體I的平臺和與金字塔芯體I的平臺相對應(yīng)的金屬面板2的連接面進(jìn)行機械打磨或磷化液化學(xué)氧化處理，以增強膠接強度；2)然后，將由環(huán)氧樹脂與固化劑組成的雙組份環(huán)氧樹脂膠的兩組份按1:1的體積比混合調(diào)勻；或根據(jù)金字塔芯體I的節(jié)點平臺形狀及位置，切割一塊Imm厚度且?guī)в信c金字塔芯體I節(jié)點平臺相吻合的孔陣的平板4，將平板4緊貼在金屬面板2上，同時，在50°C將雙組份環(huán)氧樹脂膠分別填充入平板4的每個孔內(nèi)，保持剛好填滿孔的深度，刮除殘余膠，再從垂直于金屬面板2的方向取下平板4，將金字塔芯體節(jié)點平臺正對各個施膠點與金屬面板2貼合； 3)最后，將貼合好的金屬金字塔點陣夾層板采用夾具夾緊，先置于75°C利用環(huán)氧膠的流動性形成膠瘤形貌，然后置于80°C固化溫度下固化，拆卸夾具，即得到環(huán)氧樹脂膠接的金字塔點陣金屬夾層板。
權(quán)利要求
1.一種金字塔點陣金屬夾層板，其特征在于該夾層板由金字塔結(jié)構(gòu)的芯體(I)與面板(2 )通過雙組份環(huán)氧樹脂膠連接成金字塔結(jié)構(gòu)點陣金屬夾層板。
2.一種金字塔點陣金屬夾層板的制備方法，其特征在于包括以下步驟 1)首先將沖孔菱形金屬網(wǎng)或平整過的拉伸菱形金屬網(wǎng)采用模壓、折疊技術(shù)形成帶有節(jié)點平臺的金字塔芯體(I )，將金字塔芯體(I)和金屬面板(2)清洗去除油污和銹跡； 2)然后，將雙組份環(huán)氧樹脂膠的兩組份按1:1的體積比混合調(diào)勻； 再分別在每個金字塔節(jié)點平臺或每個金字塔節(jié)點平臺相對應(yīng)的金屬面板對應(yīng)位置涂抹0. I-Imm厚度的環(huán)氧樹脂膠后將兩塊金屬面板(2)與芯體(I)依次疊放，貼合； 或根據(jù)金字塔芯體(I)的節(jié)點平臺形狀及位置，切割一塊0. 3-lmm厚度且?guī)в信c金字塔芯體(I)節(jié)點平臺相吻合的孔陣的平板(4)，將平板(4)緊貼在金屬面板(2)上，同時，在50°C將雙組份環(huán)氧樹脂膠分別填充入平板(4)的每個孔內(nèi)，保持剛好填滿孔的深度，刮除殘余膠，再從垂直于金屬面板(2)的方向取下平板(4)，將金字塔芯體節(jié)點平臺正對各個施膠點與金屬面板(2)貼合； 3)最后，將貼合好的金屬金字塔點陣夾層板采用夾具夾緊，先置于50-80°C利用環(huán)氧膠的流動性形成膠瘤形貌(3)，然后置于80°C固化溫度下固化，拆卸夾具，即得到環(huán)氧樹脂膠接的金字塔點陣金屬夾層板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金字塔點陣金屬夾層板的制備方法，其特征在于所述的菱形網(wǎng)的材質(zhì)為純招、招合金、鈦或鈦合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金字塔點陣金屬夾層板的制備方法，其特征在于所述的拉伸網(wǎng)的材質(zhì)為鋁板網(wǎng)或鈦板網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金字塔點陣金屬夾層板的制備方法，其特征在于所述的金屬面板為鋁板、鋁合金板、鈦板或鈦合金板。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金字塔點陣金屬夾層板的制備方法，其特征在于所述步驟I)還對金字塔芯體(I)的平臺和與金字塔芯體(I)的平臺相對應(yīng)的金屬面板(2)的連接面進(jìn)行機械打磨或磷化液化學(xué)氧化處理，以增強膠接強度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金字塔點陣金屬夾層板的制備方法，其特征在于所述的雙組份環(huán)氧樹脂膠為環(huán)氧樹脂與固化劑組成的市售的樂泰或鑄工膠。
全文摘要
一種金字塔點陣金屬夾層板及其制備方法，將金字塔點陣金屬芯體與金屬面板通過環(huán)氧膠膠接復(fù)合而獲得的超輕多孔材料。本發(fā)明實現(xiàn)環(huán)氧膠膠接金屬金字塔點陣夾層板的制備方法。相對于焊接結(jié)構(gòu)，這種膠接金字塔點陣金屬夾層板可以降低制造成本，減小連接中的殘余應(yīng)力，提高連接位置腐蝕、疲勞、阻尼性能，有效發(fā)揮其輕質(zhì)、高比強度、高比剛度性能，在交通運輸、建筑裝飾等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。
文檔編號B32B37/06GK102765225SQ2012102713
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者盧天健, 張錢城, 朱在生, 金峰 申請人:西安交通大學(xué)