[发明专利]CNT增强的轻质合金电阻焊树脂熔接头及其制备方法

权利要求书

1.一种CNT增强的轻质合金电阻焊树脂熔接头，其特征在于，该CNT增强的轻质合金电阻焊树脂熔接头包括两块粘接区域表面覆盖CNT层的轻质合金、第一绝缘热塑性纤维预浸料、第一热塑性树脂薄膜、加热元件、第二热塑性树脂薄膜、第二绝缘热塑性纤维预浸料；其中，两块粘接区域表面覆盖CNT层的轻质合金的粘接区域之间设置有加热元件，在加热元件和一块粘接区域表面覆盖CNT层的轻质合金之间设置有第一绝缘热塑性纤维预浸料、第一热塑性树脂薄膜，在加热元件和另一块粘接区域表面覆盖CNT层的轻质合金之间设置有第二热塑性树脂薄膜和第二绝缘热塑性纤维预浸料；其中，加热元件采用两侧为热塑性树脂薄膜或单侧为热塑性树脂薄膜；

表面覆盖CNT层的轻质合金采用以下制备方法制得：

将催化剂溶液喷涂在预处理后的轻质合金胶接区域表面，烘干，得到负载催化剂的轻质合金；

将负载催化剂的轻质合金待粘接区域置于燃烧火焰中，在800~1100℃保持3~20min，在轻质合金待粘接区域表面生成互相纠缠的CNT层，得到表面覆盖CNT层的轻质合金；其中，燃烧火焰中燃料为C1~C7中的碳氢化合物。

2.如权利要求1所述的CNT增强的轻质合金电阻焊树脂熔接头，其特征在于，所述的粘接区域表面覆盖CNT层的轻质合金中，轻质合金为铝合金或钛合金。

3.如权利要求1所述的CNT增强的轻质合金电阻焊树脂熔接头，其特征在于，所述的粘接区域表面覆盖CNT层的轻质合金中，CNT层为多壁CNT层，CNT平均长度为10~30μm。

4.如权利要求1所述的CNT增强的轻质合金电阻焊树脂熔接头，其特征在于，所述的加热元件为不锈钢网、碳纤维织物中的一种。

5.如权利要求1所述的CNT增强的轻质合金电阻焊树脂熔接头，其特征在于，所述的第一绝缘热塑性纤维预浸料和第二绝缘热塑性纤维预浸料为纤维和热塑性树脂复合制备的单层复合材料，厚度为0.15~0.2mm；

所述的纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、PBO纤维或玄武岩纤维中的一种。

6.如权利要求1所述的CNT增强的轻质合金电阻焊树脂熔接头，其特征在于，所述的第一热塑性树脂薄膜、第二热塑性树脂薄膜、第一绝缘热塑性纤维预浸料中的热塑性树脂、第二绝缘热塑性纤维预浸料中的热塑性树脂，为聚碳酸酯、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、尼龙、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚芳醚腈、含酞侧基聚醚酮、含酞侧基聚醚砜或含杂萘联苯结构聚芳醚砜酮中的一种，热塑性树脂薄膜的厚度为0.1~0.3mm。

7.权利要求1~6任意一项所述的CNT增强的轻质合金电阻焊树脂熔接头的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：轻质合金表面预处理

将轻质合金待胶接区域表面的氧化层去除，得到预处理后的轻质合金；

步骤2：火焰法制备CNT层

将催化剂溶液喷涂在预处理后的轻质合金胶接区域表面，烘干，得到负载催化剂的轻质合金；

将负载催化剂的轻质合金待粘接区域置于燃烧火焰中，在800~1100℃保持3~20min，在轻质合金待粘接区域表面生成互相纠缠的CNT层，得到负载CNT层轻质合金；其中，燃烧火焰中燃料为C1~C7中的碳氢化合物；

步骤3：制备CNT增强的轻质合金电阻焊树脂熔接头

将第一绝缘热塑性纤维预浸料、第一热塑性树脂薄膜、加热元件、第二热塑性树脂薄、第二绝缘热塑性纤维预浸料膜按照顺序铺叠，放置于两块负载CNT层轻质合金的粘接区域，施加0.1~0.5MPa压力，通电加热，调整电流或电压，使得焊接区域的最高温度为200~400℃，焊接时间为30s~180s，冷却，得到CNT增强的轻质合金电阻焊树脂熔接头。

8.如权利要求7所述的CNT增强的轻质合金电阻焊树脂熔接头的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，所述的催化剂溶液中，催化剂为氯化铁、氯化镍、氯化钴、硝酸铁、硝酸镍、硝酸钴中的一种或几种；所述的催化剂溶液，其物质的量浓度为0.5~2mol/L。