[发明专利]基于非晶合金改性碳纤维的头盔外壳、头盔及其制作方法

说明书

本发明公开了基于非晶合金改性碳纤维的头盔外壳、头盔及其制作方法，头盔外壳的制作方法包括：步骤A、将非晶合金丝根据头盔外壳尺寸编织成网状结构，并浸入环氧树脂，得到改性非晶合金丝网；步骤B、在所述改性非晶合金丝网内外两面分别布置碳纤维，得到三层结构的夹层材料；步骤C、将所述夹层材料在头盔模具内于120～130℃下热压成型，得到基于非晶合金改性碳纤维的头盔外壳。本发明的方法制作的头盔外壳，不仅强度高，而且在碰撞破损时，能将头盔外壳碎片紧固并保持在一起，能吸收更多的冲击能量，给用户提供更好的保护；本发明的头盔外壳经过一次热压成型即可，制备方法简单。

技术领域

本发明涉及防护器材领域，尤其涉及一种基于非晶合金改性碳纤维的头盔外壳、头盔及其制作方法。

背景技术

驾驶F1赛车时需要佩戴头盔，以保护驾驶员的安全。现有头盔外部壳体大多是热塑性材料制作的，比如PVC、ABS或PC等，也有采用碳纤维制作。外壳作为第一道保护层，其强度和冲击吸收能决定了头盔的质量，上述热塑性材料综合力学性能较差，而纯碳纤维的产品太脆、横向耐冲力差，上述材料均难以对赛车手提供足够的保护。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于非晶合金改性碳纤维的头盔外壳、头盔及其制作方法，旨在解决现有的头盔外壳综合力学性能较差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种头盔外壳的制作方法，包括：

步骤A、将非晶合金丝根据头盔外壳尺寸编织成网状结构，并浸入环氧树脂，得到改性非晶合金丝网；

步骤B、在所述改性非晶合金丝网内外两面分别布置碳纤维，得到三层结构的夹层材料；

步骤C、将所述夹层材料在头盔模具内于120～130 ℃下热压成型，得到基于非晶合金改性碳纤维的头盔外壳。

所述的头盔外壳的制作方法，其中，所述步骤A中，所述非晶合金丝的制作方法为：将熔融合金在保护气氛中喷射到旋转的轧辊上，并以10～10⁴ K·s^-1的冷却速度冷却，得到非晶合金丝。

所述的头盔外壳的制作方法，其中，所述步骤A中，所述非晶合金丝的直径为30～50μm。

所述的头盔外壳的制作方法，其中，所述步骤A中，所述非晶合金丝的成分，按照原子百分比计包括：

Zr 50～80%，

Cu 5～15%，

Ni 10～20%，

Al 5～15%。

所述的头盔外壳的制作方法，其中，所述步骤A中，所述非晶合金丝的成分，按照原子百分比计为Zr_70.5Cu_7.5Ni₁₅Al₇。

所述的头盔外壳的制作方法，其中，在所述步骤A之后，所述步骤B之前还包括：

步骤B01、将所述碳纤维预先浸染环氧树脂。

所述的头盔外壳的制作方法，其中，在所述步骤A之后，所述步骤B01之前还包括：

步骤B00、将所述碳纤维预先浸泡到纳米材料溶液中进行改性。

一种非晶合金改性碳纤维的头盔外壳，由如上所述的头盔外壳的制作方法制作而成。

所述的非晶合金改性碳纤维的头盔外壳，其中，抗拉强度≥2GPa。

一种头盔，包括如上所述的非晶合金改性碳纤维的头盔外壳。