[发明专利]一种多层板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合板结构领域，特别是一种多层板及其制造方法。

背景技术

现有的碳纤维材料由于具有耐高温、散热快、线膨胀系数低、耐腐蚀和质量轻等优点，广泛应用于航天、核工业、军事等领域。

《材料工程》2007年12月15日发表了“碳纤维复合材料与金属连接及接头力学性能测试”一文，提到对碳纤维复合材料与金属铜、钛、铌、铝等金属的连接方法，例如文中提到碳纤维复合材料与钛合金的连接方式为：先在碳纤维复合材料表面扩渗、沉积一层厚3μm的金属梯度层Ni，使它们之间形成扩散层，来对焊前的碳纤维复合材料表面改性，然后再沉积一层2μm的TC4钛合金层，采取高真空工艺在2×10³Pa的真空下，用银基铅焊料在800~850℃的温度下加热，待冷却后即可实现碳纤维复合材料与钛合金的连接。然而，这种连接仅是理论上对材料的一种研究方法，只是用于获得碳纤维复合材料与钛的良好界面，不属于成型的结构，这种结构不能用于建筑、加热设备等领域。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种耐高温，强度高，隔热效果好的多层板及其制造方法。

本发明的技术方案是：

本发明之一种多层板，由两块非金属板和夹设于两块非金属板之间的金属层组成，所述金属层经熔化后渗入非金属板的机体孔隙中，与两块非金属板固定成一体，形成三层复合板结构。

本发明的优点为：通过在两块非金属板之间夹设金属层，在使用少、轻的材料之下能够形成强度和刚度大、耐高温、隔热效果好的整体，大大提高结构的整体强度，且对环境变化的敏感度低，不会受到环境的影响。

可以理解的是，本发明可以在两块非金属板之间全部夹设金属层，也可以是某一部分夹设金属层，还可以是仅在两块非金属板的接头处夹设金属层，本发明对此不作具体限定。

进一步，所述金属层的材质为不锈钢、铜、钛、镍或合金。金属层选用高熔点的金属材料，使得形成的三层复合板可用于高温环境下，即在高温环境下作业时，不会使得金属层产生熔化而导致板体松动的现象发生，适用范围广，且能够大大提高结构的整体强度。

进一步，所述两块非金属板可以是但不限于碳纤维板、碳化硅板、刚玉板或合成纤维板，优选为碳纤维板，由于碳纤维板是将石墨纤维或碳纤维作为增强相，具有耐高温、散热快、线膨胀系数低、强度高、耐腐蚀和质量轻等优点；另外，碳纤维板容易成型，易于加工，且成本低，虽然刚玉板也能耐高温，但是不易于成型。

进一步，所述碳纤维板为碳纤维增强碳基复合材料。

进一步，所述金属层呈平面型，金属层夹设于两块非金属板的横向面之间，所述两块非金属板通过对齐或错位的方式搭接在一起。以对齐的方式搭接能够使整个结构的受力更加均匀，从而提高结构的整体强度；以错位的方式搭接是为了在提高强度的同时，还能更好地连接其它的板体或另外的多层板，实用性强。

进一步，所述两块非金属板中的其中一块非金属板的接头处设有台阶，使得两块非金属板在接头处相适配连接，金属层夹设于两块非金属板的台阶面之间。由于金属层夹设于两块非金属板的台阶面之间，即呈L型,能够更好地连接两块非金属板，使得两块非金属板连接后不会产生松动，提高接头处的支撑强度；另外，这种搭接方式能够使得两块非金属板处于同一水平面。

进一步，所述三层复合板耐温≥1200℃。

本发明之一种根据前述多层板的制造方法，包括以下步骤：

（1）将金属层夹设于两块非金属板之间，且两块非金属板搭接在一起后将金属层夹紧，形成三层复合板；

（2）将三层复合板置于钎焊装置中，在无氧环境下进行加热，使钎料加热熔化，熔化后的钎料和金属层渗入非金属板的机体孔隙中；

（3）冷却成型。

本发明的优点为：一方面通过在两块非金属板之间夹设金属层，在使用少、轻的材料之下能够形成强度和刚度大、耐高温、隔热效果好的整体，大大提高结构的整体强度，且对环境变化的敏感度低，不会受到环境的影响；另一方面，通过钎焊成型，能够使整个结构的受力更加均匀；另外，无氧环境下能够保证整个焊接过程不会产生氧化，进而提高焊接质量。本发明的无氧环境可以是真空环境，也可以是向密闭的焊接腔内通入惰性气体。

进一步，步骤（2）中，进一步包括以下步骤：

（2-1）将三层复合板输送至钎焊装置的两个加热盘之间，两个加热盘做相对运动，并将三层复合板压紧，并将三层复合板处于无氧的焊接腔中；