碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法

摘要

本发明提供一种碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法，其包括：选取一定厚度的铝板进行表面处理；制备羟基化多壁碳纳米管并且配置偶联剂溶液来分散多壁碳纳米管；通过浸泡法使预浸料表面设置多壁碳纳米管，之后将铝板、环氧树脂以及预浸料堆叠预压；使用模具以及电磁感应加热设备来获得增韧的碳纤维复合材料铝板。本发明通过浸泡法，对复合材料的层间性能起到增韧的效果。通过硅烷水解液对多壁碳纳米管进行表面改性使之可以与预浸料中的树脂之间形成化学键联接并且提升碳纳米管的亲和力。将表面处理后的铝板加一层环氧树脂，提升铝板与碳纤维复合材料复合材料之间的抵抗裂纹扩展的能力。

权利要求

1.一种碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法，其特征在于，其包括：步骤1、选取预设厚度的铝板进行表面处理；

步骤2、制备羟基化多壁碳纳米管并且配置偶联剂溶液来分散多壁碳纳米管；

步骤3、通过浸泡法使预浸料表面设置多壁碳纳米管，然后将铝板、环氧树脂以及预浸料堆叠预压，使铝板、环氧树脂以及预浸料充分接触并压实；其中所述浸泡法包括：将预浸料裁剪成所需要的角度，之后用砂纸打磨从而使预浸料的表面形成小的沟壑；将处理完的预浸料放入到一个底面积大的容器中，然后进行进行单层平整铺放，并且对预浸料的四个角进行固定；随后将碳纳米管溶液倒入到容器中，待碳纳米管溶液漫过预浸料之后停止倒入；静置一段时间使碳纳米管溶液中碳纳米管呈均匀分布状态后，将容器放入到烘干箱中进行烘干以获得均匀分布碳纳米管的预浸料；

步骤4、使用模具以及电磁感应加热设备来获得增韧的碳纤维复合材料铝板，将模具放入到电磁感应加热炉中并实现电磁感应加热炉内的温度分阶段控制，所述温度分阶段控制包括以10℃/min升温速率的加热到80℃，并且保温10min，在此保温下环氧树脂变为粘态，在顶部压力的作用下排出空气并且使环氧树脂包覆碳纳米管；再以10℃/min升温速率加热到140℃，并保温20min，促使环氧树脂在此温度下变为结晶态，然后自然冷却从而获得增韧的碳纤维复合材料铝板；

步骤1中，所述铝板的表面处理步骤如下：

将铝板通过砂纸打磨，然后在铝板的一侧的表面上进行横向以及纵向划痕处理；

用丙酮对铝板表面进行去污；

将铝板浸入到由50g/L氢氧化钠和50g/L碳酸钠配制而成的混合液中，在50‑60℃下脱脂1‑2min；

用60℃的温水清洗铝片并干燥15min；

步骤2中，所述多壁碳纳米管/偶联剂溶液的配置如下:按照体积比90:5:2:5的比值加入无水乙醇、去离子水、硅烷偶联剂以及醇分散剂；

滴加冰醋酸调节溶液的PH值为4，使偶联剂发生水解；

把羟基化的的多壁碳纳米管放入溶液中；

使用磁力搅拌器搅拌1h，然后超声震荡1h。

2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述多壁碳纳米管的制备步骤如下：在烧杯中配置含有1L水以及100g氢氧化钠的碱性溶液，将1g的多壁碳纳米管加入到溶液中，超声震荡5min；

随后冷却，过滤，然后将过滤后的多壁碳纳米管用去离子水稀释至滤液呈中性；

放入干燥箱中使其在110℃下干燥，得到羟基化多壁碳纳米管。

3.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述预浸料的处理如下：将预浸料裁剪成需要的尺寸以及角度，用砂纸打磨；

将裁剪后的预浸料浸泡在多壁碳纳米管/偶联剂溶液中并且静置5min；

预浸料在溶液中使面内方向与存放溶液的容器底部平行，使预浸料表面均匀的分布碳纳米管；

表面改性后的多壁碳纳米管吸附在预浸料的表面；

将混合液放入烘干箱中，烘干后将预浸料按照要求进行铺层。

4.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法，其特征在于，所述多壁碳纳米管/偶联剂溶液的配置中，使硅烷偶联剂在溶液中的含量维持在1％到2％之间，从而获得更好的水解效果。

5.根据权利要求4所述的碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法，其特征在于，所述碳纤维复合材料复合材料预浸料的厚度为0.1mm，所述多壁碳纳米管内径为3‑5nm，外径为8‑

2 3

15nm，长度为3‑12um，比表面积大于233m/g，并且密度为0.15g/cm。

说明书

碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及复合材料成形技术领域，尤其涉及一种碳纤维复合材料金属板尤其是碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法。

背景技术

[0002] 碳纤维复合材料复合材料铝板是一种以金属与碳纤维复合材料树脂基复合材料复合而来的层合板。该材料兼具了金属优良的韧性以及碳纤维复合材料复合材料高强度的优点。目前在航空航天，船舶以及交通军工等行业应用广泛。

[0003] 现有技术中，这种纤维铝板中的碳纤维复合材料复合材料大多是以预浸料的形式呈现的，这就导致相邻的预浸料之间以及金属与复合材料之间在制备与应用的过程中分层现象严重。当纤维铝板在受到横向载荷比如冲击，弯曲、压痕等破坏时，最先发生的破坏就是分层破坏。当层板产生分层现象时，层板的性能就会下降。因此，纤维金属层合板的层间增韧是纤维铝板制备改进的关键。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供能够一种碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法，该方法通过在相邻预浸料之间添加多壁碳纳米管、在金属与预浸料之间添加多壁碳纳米管以及环氧树脂的界面插层方式提升纤维金属板的层间性能；通过将预浸料浸泡在溶液中，让预浸料表面能够分布均匀的碳纳米管，从而获得增韧的碳纤维复合材料铝板

[0005] 为了实现本发明的上述目的，本发明提供一种碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法，其包括以下步骤：

[0006] 步骤1、选取预设厚度的铝板进行表面处理；

[0007] 步骤2、制备羟基化多壁碳纳米管并且配置偶联剂溶液来分散多壁碳纳米管；

[0008] 步骤3、通过浸泡法使预浸料表面设置多壁碳纳米管，然后将铝板、环氧树脂以及预浸料堆叠预压，使铝板、环氧树脂以及预浸料充分接触并压实；其中所述浸泡法包括：将预浸料裁剪成所需要的角度，之后用砂纸打磨从而使预浸料的表面形成小的沟壑；将处理完的预浸料放入到一个底面积大的容器中，然后进行进行单层平整铺放，并且对预浸料的四个角进行固定；随后将碳纳米管溶液倒入到容器中，待碳纳米管溶液漫过预浸料之后停止倒入；静置一段时间使碳纳米管溶液中碳纳米管呈均匀分布状态后，将容器放入到烘干箱中进行烘干以获得均匀分布碳纳米管的预浸料；

[0009] 步骤4、使用模具以及电磁感应加热设备来获得增韧的碳纤维复合材料铝板，将模具放入到电磁感应加热炉中并实现电磁感应加热炉内的温度分阶段控制，所述温度分阶段控制包括以10℃/min升温速率的加热到80℃，并且保温10min，在此保温下环氧树脂变为粘态，在顶部压力的作用下排出空气并且使环氧树脂包覆碳纳米管；再以10℃/min升温速率加热到140℃，并保温20min，促使环氧树脂在此温度下变为结晶态，然后自然冷却从而获得增韧的碳纤维复合材料铝板。

[0010] 在一个优选实施方式中，步骤1的所述铝板的表面处理步骤如下：

[0011] 将铝板通过砂纸打磨，然后在铝板的一侧的表面上进行横向以及纵向划痕处理；

[0012] 用丙酮对铝板表面进行去污；

[0013] 将铝板浸入到由50g/L氢氧化钠和50g/L碳酸钠配制而成的混合液中，在50‑60℃下脱脂1‑2min；

[0014] 用60℃的温水清洗铝片并干燥15min。

[0015] 在一个优选实施方式中，步骤2所述多壁碳纳米管的制备步骤如下：

[0016] 在烧杯中配置含有1L水以及100g氢氧化钠的碱性溶液,将1g的多壁碳纳米管加入到溶液中，超声震荡5min；

[0017] 随后冷却，过滤，然后将过滤后的多壁碳纳米管用去离子水稀释至滤液呈中性；

[0018] 放入干燥箱中使其在110℃下干燥，得到羟基化多壁碳纳米管。

[0019] 进一步，步骤2中，所述多壁碳纳米管/偶联剂溶液的配置如下:

[0020] 按照体积比90:5:2:5的比值加入无水乙醇、去离子水、硅烷偶联剂以及醇分散剂；

[0021] 滴加冰醋酸调节溶液的PH值为4，使偶联剂发生水解；

[0022] 把羟基化的的多壁碳纳米管放入溶液中；

[0023] 使用磁力搅拌器搅拌1h，然后超声震荡1h。

[0024] 更进一步，步骤3中，所述预浸料的处理如下：

[0025] 将预浸料裁剪成需要的尺寸以及角度，用砂纸打磨；

[0026] 将裁剪后的预浸料浸泡在多壁碳纳米管/偶联剂溶液中并且静置5min；

[0027] 预浸料在溶液中使面内方向与存放溶液的容器底部平行，使预浸料表面均匀的分布碳纳米管；

[0028] 表面改性后的多壁碳纳米管吸附在预浸料的表面；

[0029] 将混合液放入烘干箱中，烘干后将预浸料按照要求进行铺层。

[0030] 可优选的是，所述多壁碳纳米管/偶联剂溶液的配置中，使硅烷偶联剂在溶液中的含量维持在1％到2％之间，从而获得更好的水解效果。

[0031] 进一步，所述碳纤维复合材料复合材料预浸料的厚度为0.1mm，所述多壁碳纳米管2 3
内径为3‑5nm，外径为8‑15nm，长度为3‑12um，比表面积大于233m/g，并且密度为0.15g/cm。

[0032] 本发明的效果如下：

[0033] 1.本发明碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法通过在预浸料之间添加多壁碳纳米管，在金属与与预浸料之间添加环氧树脂以及多壁碳纳米管提升了纤维铝板的抵抗分层破坏的能力。

[0034] 2.本碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法通过对多壁碳纳米管进行表面处理，并且通过乙醇溶液加碳纳米管醇分散剂能提升多壁碳纳米管的分散性。并且使用浸泡法使多壁碳纳米管能够均匀的分布在预浸料的表面。

[0035] 3.本碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法通过对铝板表面进行处理能够提升铝板与环氧树脂的结合强度。铝板与多壁碳纳米管的接触属性较差，加入环氧树脂不仅对层板起到了增韧效果，也提升了整个层板的整体性。

[0036] 4.本碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法通过使自主研制的模具以及电磁加热的方式来对层板加热加压，提升了层板制造的效率。铁模具对纤维铝板起到了加压以及传递温度的效果，使层板受热受压均匀。

附图说明

[0037] 图1为本发明碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法的流程示意图；

[0038] 图2为本发明碳纤维复合材料铝板的结构示意图；

[0039] 图3为本发明中所使用模具的结构示意图；

[0040] 图4a‑4c为本发明对碳纳米管的分散性能分析示意图；

[0041] 图5为本发明的表面处理方式示意图。

具体实施方式

[0042] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。

[0043] 如图1所示，本发明的碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法具体包括以下步骤：

[0044] 步骤1、选取预设厚度的铝板进行表面处理；

[0045] 步骤2、制备羟基化多壁碳纳米管并且配置偶联剂溶液来分散多壁碳纳米管；

[0046] 步骤3、通过浸泡法使预浸料表面设置多壁碳纳米管，之后将铝板、环氧树脂以及预浸料堆叠预压；将预浸料裁剪成需要的角度，剪裁的尺寸比需要的尺寸大一些，之后用砂纸轻微打磨从而使预浸料的表面形成微小的沟壑；

[0047] 将处理完的预浸料放入到一个底面积大的容器中，然后进行进行单层铺放，并且在预浸料四个角的位置用防水胶带固定，防止被溶液冲散，并且使预浸料保持平整。将所需的预浸料排放好以及固定好之后。再将碳纳米管溶液倒入到容器中，倒入的位置不能直接倒在预浸料的表面上。然后等碳纳米管溶液漫过预浸料之后停止倒入。静置一段时间后，将容器放入到烘干箱中进行烘干。碳纳米管溶液中碳纳米管是均匀分布，烘干后预浸料的表面的碳纳米管能够均匀分布。从而在预浸料复合后能够获得较好的层间增韧效果。

[0048] 步骤4、使用模具以及电磁感应加热设备来获得增韧的碳纤维复合材料铝板，将模具放入到电磁感应加热炉中并实现电磁感应加热炉内的温度分阶段控制，所述温度分阶段控制包括以10℃/min升温速率的加热到80℃，并且保温10min，在此保温下环氧树脂变为粘态，在顶部压力的作用下排出空气并且使环氧树脂包覆碳纳米管；再以10℃/min升温速率加热到140℃，并保温20min，促使环氧树脂在此温度下变为结晶态，然后自然冷却从而获得增韧的碳纤维复合材料铝板。

[0049] 下面结合具体实施例对本发明的制备方法做具体说明：

[0050] 实施例1

[0051] 本实施例提供的碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法，其中树脂基碳纤维复合材料复合材料为以环氧树脂为基体的热固性复合材料，铺层的原料采用碳纤维复合材料/环氧树脂预浸带，厚度为0.1mm，其根据需求裁剪出不同铺层方向的预浸带。铝板型号为6061‑t6，厚度为1mm。环氧树脂与预浸料的树脂基体性质一致。选用的多壁碳纳米管内径为3nm，外径为10nm，长度为3um。

[0052] 具体制备方法包括以下步骤：

[0053] 1.铝板的表面处理：(1)将铝板通过80#的砂纸打磨，然后在金属一侧的表面上进行横向以及纵向划痕，其中间距为5mm。(2)用丙酮对铝板表面进行去污。(3)将铝板浸入到由50g/L氢氧化钠和50g/L碳酸钠配制而成的混合液中，在60℃下脱脂1min。(4)用60℃的温水清洗铝片并干燥15min。

[0054] 2.碳纳米管的表面处理：在烧杯中配置含有1L水以及100g氢氧化钠的碱性溶液，将1g的多壁碳纳米管加入到溶液中，超声震荡5min。随后冷却，过滤，然后将过滤后的多壁碳纳米管用去离子水稀释至滤液呈中性。放入干燥箱中使其在110℃下干燥，得到羟基化多壁碳纳米管。

[0055] 3.配置多壁碳纳米管/偶联剂溶液：按照体积比90:5:2:5的比值加入无水乙醇、去离子水、硅烷偶联剂以及醇分散剂。然后滴加冰醋酸调节溶液的PH值为4，使偶联剂发生水解。之后把羟基化的的多壁碳纳米管放入溶液中。这样使硅烷偶联剂在溶液中的含量维持在1％到2％之间，使水解效果更好。之后加入5g环氧树脂和2g固化剂。然后用超声震荡1h。

[0056] 4.预浸料的处理：将预浸料裁剪成0度和90度铺层，尺寸为100*100mm。将预浸料裁剪成需要的尺寸以及角度，然后用400#的砂纸轻微打磨。将处理完的预浸料放入到一个底面积大的容器中，然后进行进行单层铺放，并且在预浸料四个角的位置用防水胶带固定，防止被溶液冲散，并且使预浸料保持平整。将所需的预浸料排放好以及固定好之后。再将碳纳米管溶液倒入到容器中，倒入的位置不能直接倒在预浸料的表面上。然后等碳纳米管溶液漫过预浸料之后停止倒入。静置一段时间后，将容器放入到烘干箱中进行烘干。碳纳米管溶液中碳纳米管是均匀分布，烘干后预浸料的表面的碳纳米管能够均匀分布。从而在预浸料复合后能够获得较好的层间增韧效果。

[0057] 5.层板的铺设：将处理后的铝板表面添加一层环氧树脂层，预压。堆叠步骤中铺设完成的碳纤维复合材料复合材料层，如图2。将表面设有划痕的铝板1、环氧树脂2、带有多壁碳纳米管3的预浸料层4依次如图2进行铺设和预压，使铝板1、环氧树脂2和预浸料层4充分接触，制成碳纤维复合材料复合铝板7，其中预浸料层4是多个预浸料层叠构成。预压是通过在万能试验机下面的压缩头加一块铁板进行，并且压下的距离设置比堆叠后层板的厚度稍微小一些进行预压。

[0058] 6.对层板进行加热加压固化处理：将制作完成的层板放在模具中，模具的示意图如图3。整个模具是由一种金属材料例如纯铁构成的，上模5与下模6间隔设置，将前一步骤获得的碳纤维复合材料复合铝板7设置在上模5与下模6的中间。因此在加热过程中，模具能对碳纤维复合材料复合铝板7起到预压以及导热的作用，当树脂随着温度升高处于粘态时可以排出树脂内部的间隙空气。将上模5与下模6合模后推入到电磁感应加热炉中，通过控制电压能够实现电磁感应加热炉内的温度分阶段控制。以10℃/min升温速率的加热到80℃，并且保温10min，在此温度下树脂变为粘态，在顶部压力的作用下排出空气并且包覆碳纳米管。然后同样的升温速率加热到140℃，再保温20min，促使树脂此温度下变为结晶态。然后自然冷却。

[0059] 实施例2

[0060] 本实施例提供一种碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法，其中树脂基碳纤维复合材料复合材料为以环氧树脂为基体的热固性复合材料，铺层的原料采用碳纤维复合材料/环氧树脂预浸带，厚度为0.1mm，其根据需求裁剪出不同铺层方向的预浸带。铝板型号为6061‑t6，厚度为1mm。环氧树脂与预浸料的树脂基体性质一致。选用的多壁碳纳米管内径为
4nm，外径为8nm，长度为8um。

[0061] 具体制备方法包括以下步骤：

[0062] 1.铝板的表面处理：(1)将铝板通过80#的砂纸打磨，然后在金属一侧的表面上进行横向以及纵向划痕，其中间距为5mm。(2)用丙酮对铝板表面进行去污。(3)将铝板浸入到由50g/L氢氧化钠和50g/L碳酸钠配制而成的混合液中，在50℃下脱脂1min。(4)用60℃的温水清洗铝片并干燥15min。

[0063] 2.碳纳米管的表面处理：在烧杯中配置含有1L水以及100g氢氧化钠的碱性溶液，将1g的多壁碳纳米管加入到溶液中，超声震荡5min。随后冷却，过滤，然后将过滤后的多壁碳纳米管用去离子水稀释至滤液呈中性。放入干燥箱中使其在110℃下干燥，得到羟基化多壁碳纳米管。

[0064] 3.配置多壁碳纳米管/偶联剂溶液：按照体积比90:5:2:5的比值加入无水乙醇、去离子水、硅烷偶联剂以及醇分散剂。然后滴加冰醋酸调节溶液的PH值为4，使偶联剂发生水解。之后把羟基化的的多壁碳纳米管放入溶液中。这样使硅烷偶联剂在溶液中的含量维持在1％到2％之间，使水解效果更好。之后加入5g环氧树脂和2g固化剂。然后用超声震荡1h。

[0065] 4.预浸料的处理：将预浸料裁剪成0度和90度铺层，尺寸为100*100mm。将预浸料裁剪成需要的尺寸以及角度，然后用400#的砂纸轻微打磨。将处理完的预浸料放入到一个底面积大的容器中，然后进行进行单层铺放，并且在预浸料四个角的位置用防水胶带固定，防止被溶液冲散，并且使预浸料保持平整。将所需的预浸料排放好以及固定好之后。再将碳纳米管溶液倒入到容器中，倒入的位置不能直接倒在预浸料的表面上。然后等碳纳米管溶液漫过预浸料之后停止倒入。静置一段时间后，将容器放入到烘干箱中进行烘干。碳纳米管溶液中碳纳米管是均匀分布，烘干后预浸料的表面的碳纳米管能够均匀分布。从而在预浸料复合后能够获得较好的层间增韧效果。

[0066] 5.层板的铺设：将处理后的铝板表面添加一层环氧树脂层，预压。堆叠步骤中铺设完成的碳纤维复合材料复合材料层，如图2。然后将铺设后的层板进行预压使铝、环氧树脂以及复合材料层板充分接触。预压是通过在万能试验机下面的压缩头加一块铁板进行，并且压下的距离设置比堆叠后层板的厚度稍微小一些进行预压。

[0067] 6.对层板进行加热加压固化处理：层板的将制作完成的层板放在模具中，模具的示意图如图3。整个模具是由纯铁构成的，模具不会与下模具接触，因此在加热过程中模具能对层板起到预压以及导热的作用，当树脂随着温度升高处于粘态时可以排出树脂内部的间隙空气。将模具推入到电磁感应加热炉中通过控制电压能够控制炉内的温度。以10℃/min升温速率的加热到80℃，并且保温10min，在此温度下树脂变为粘态，在顶部压力的作用下排出空气并且包覆碳纳米管。然后同样的升温速率加热到140℃，再保温20min，促使树脂此温度下变为结晶态。然后自然冷却。

[0068] 实施例3

[0069] 本实施例提供一种碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法，其中树脂基碳纤维复合材料复合材料为以环氧树脂为基体的热固性复合材料，铺层的原料采用碳纤维复合材料/环氧树脂预浸带，厚度为0.1mm，其根据需求裁剪出不同铺层方向的预浸带。铝板型号为6061‑t6，厚度为1mm。环氧树脂与预浸料的树脂基体性质一致。选用的多壁碳纳米管内径为
5nm，外径为15nm，长度为12um。

[0070] 具体制备方法包括以下步骤：

[0071] 1.铝板的表面处理：(1)将铝板通过80#的砂纸打磨，然后在金属一侧的表面上进行横向以及纵向划痕，其中间距为5mm。(2)用丙酮对铝板表面进行去污。(3)将铝板浸入到由50g/L氢氧化钠和50g/L碳酸钠配制而成的混合液中，在55℃下脱脂2min。(4)用60℃的温水清洗铝片并干燥15min。

[0072] 2.碳纳米管的表面处理：在烧杯中配置含有1L水以及100g氢氧化钠的碱性溶液，将1g的多壁碳纳米管加入到溶液中，超声震荡5min。随后冷却，过滤，然后将过滤后的多壁碳纳米管用去离子水稀释至滤液呈中性。放入干燥箱中使其在110℃下干燥，得到羟基化多壁碳纳米管。

[0073] 3.配置多壁碳纳米管/偶联剂溶液：按照体积比90:5:2:5的比值加入无水乙醇、去离子水、硅烷偶联剂以及醇分散剂。然后滴加冰醋酸调节溶液的PH值为4，使偶联剂发生水解。之后把羟基化的的多壁碳纳米管放入溶液中。这样使硅烷偶联剂在溶液中的含量维持在1％到2％之间，使水解效果更好。之后加入5g环氧树脂和2g固化剂。然后用超声震荡1h。

[0074] 4.预浸料的处理：将预浸料裁剪成0度和90度铺层，尺寸为100*100mm。将预浸料裁剪成需要的尺寸以及角度，然后用400#的砂纸轻微打磨。将处理完的预浸料放入到一个底面积大的容器中，然后进行进行单层铺放，并且在预浸料四个角的位置用防水胶带固定，防止被溶液冲散，并且使预浸料保持平整。将所需的预浸料排放好以及固定好之后。再将碳纳米管溶液倒入到容器中，倒入的位置不能直接倒在预浸料的表面上。然后等碳纳米管溶液漫过预浸料之后停止倒入。静置一段时间后，将容器放入到烘干箱中进行烘干。碳纳米管溶液中碳纳米管是均匀分布，烘干后预浸料的表面的碳纳米管能够均匀分布。从而在预浸料复合后能够获得较好的层间增韧效果。

[0075] 5.层板的铺设：将处理后的铝板表面添加一层环氧树脂层，预压。堆叠步骤中铺设完成的碳纤维复合材料复合材料层，如图2。然后将铺设后的层板进行预压使铝、环氧树脂以及复合材料层板充分接触。预压是通过在万能试验机下面的压缩头加一块铁板进行，并且压下的距离设置比堆叠后层板的厚度稍微小一些进行预压。

[0076] 6.对层板进行加热加压固化处理：层板的将制作完成的层板放在模具中，模具的示意图如图3。整个模具是由纯铁构成的，模具不会与下模具接触，因此在加热过程中模具能对层板起到预压以及导热的作用，当树脂随着温度升高处于粘态时可以排出树脂内部的间隙空气。将模具推入到电磁感应加热炉中通过控制电压能够控制炉内的温度。以10℃/min升温速率的加热到80℃，并且保温10min，在此温度下树脂变为粘态，在顶部压力的作用下排出空气并且包覆碳纳米管。然后同样的升温速率加热到140℃，再保温20min，促使树脂此温度下变为结晶态。然后自然冷却。

[0077] 实验例1

[0078] 对碳纳米管的分散性能进行分析。将碳纳米管，羟基化的碳纳米管以及添加分散剂后的羟基化碳纳米管放入到乙醇溶液中进行分散，然后静置一天后碳纳米管的分散情况分别如图4a、图4b和图4c所示。

[0079] 如图所示，直接分散的碳纳米管溶液静置后出现了明显的分层现象。羟基化的碳纳米管分散情况比没处理过的碳纳米管分散性能好，但是也出现了分层现象。而添加分散剂的羟基化的碳纳米管分散情况较好，没有出现分层。说明通过对羟基化的碳纳米管添加分散剂的情况可以大大提升碳纳米管的分散性能。

[0080] 实验例2

[0081] 采用标准ASTMD3163‑10来分析碳纤维复合材料复合材料之间剪切强度。

[0082] 处理方式A：层间无处理。

[0083] 处理方式B：层间添加处理过的碳纳米管，通过喷壶喷洒在预浸料表面。

[0084] 处理方式C：层间添加处理过的碳纳米管，通过浸泡法使碳纳米管依附在预浸料表面。

[0085] 实验结果如图5所示，其中添加碳纳米管比不添加碳纳米管层间的剪切性能好。碳纳米管表面处理的方式一样时，通过浸泡法比通过喷洒所获得的层间界面剪切强度高，性能好。

[0086] 本发明的碳纤维复合材料铝板增韧的制备方法，具有以下优点：在金属表面进行划痕之后并对表面处理，能够让树脂深入到铝板中，提升金属与复合材料的层间强度；碳纳米管偶联剂溶液的配制与现有技术不同，是分散碳纳米管之后在溶液里面加入偶联剂，又提升碳纳米管与树脂之间的界面性能；将预浸料浸泡在溶液中，让预浸料表面能够分布均匀的碳纳米管；电磁感应通过发明人自主设计的模具来传导热，而且以往制作层板都是用特定的热压罐来制作的，这样制作的周期长，通过电磁感应和模具提升了效率。

[0087] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。