[发明专利]一种改性的碳纤维复合材料杆体及其生产方法和应用

权利要求书

1.一种改性的碳纤维复合材料杆体，其特征在于，包括碳纤维复合材料杆和设置在碳纤维复合材料杆内的非晶合金条带，所述碳纤维复合材料杆由碳纤维预浸布卷制而成，碳纤维预浸布上固定有至少两根所述非晶合金条带，所述非晶合金条带采用以下至少一种非晶合金制成：锆基非晶合金、钴基非晶合金、铁基非晶合金、钛基非晶合金、镍基非晶合金，所述非晶合金条带的表面涂敷有表面处理剂，所述表面处理剂至少采用以下一种：偶联剂、水性碳纳米管浆液、石墨烯浆料、热塑性树脂颗粒；所述锆基非晶合金的通式为Zr_a1(Cu_1-xNi_x)_a2A1_a3M1_a4，其中38≤al≤70，10≤a2≤40，5≤a3≤15，0≤a4≤15，且al+a2+a3+a4＝100；其中0≤x1；其中M1为Fe、Ag、Co、Mn、Cr、Ti、Hf、Ta、Nb、C及稀土元素中的一种或至少两种元素的组合；所述钛基非晶合金的通式为Ti_b1Cu_b2(Ni_1-xZr_x)_b3M2_b4,其中，33≤b1≤55，9≤b2≤45，5≤b3≤25，0≤b4≤28，且b1+b2+b3+b4＝100；其中0x≤1；其中M2为Sn、Ag、Be、Pd、B和A1中的一种或至少两种元素的组合；所述镍基非晶合金的通式为Ni_c1(Zr_1-yTi_y)_c2M3_c3，其中50≤cl≤78，20≤c2≤50，0≤c3≤30，且c1+c2+c3＝100；其中0≤y≤1；其中M3为Pd、Si、Sn、Nb、P、B、Hf、Co、Cu、Mo、Cr、A1中的一种或至少两种元素的组合；所述钴基非晶合金的通式为Co_d1Fe_d2B_d3Si_d4Nb_d5M4_d6，其中46≤d1≤73，0≤d2≤20，20≤d3≤32，3≤d4≤6，0≤d5≤6，0≤d6≤10，且d1+d2+d3+d4+d5+d6＝100；其中M4为Ni、Cr、Ta、Mn和Mo中的一种或至少两种元素的组合；所述铁基非晶合金的通式为Fe_e1B_e2Y_e3Nb_e4Ti_e5M5_e6，其中65≤e1≤75，15≤e2≤25，0≤e3≤5，0≤e4≤5，0≤e5≤5，0≤e6≤10且e1+e2+e3+e4+e5+e6＝100；其中M5为Ni、Co、Cr、Mn和Mo中的一种或至少两种元素的组合；所述非晶合金条带的质量不超过杆体总质量的5％，单层非晶合金条带的面积占相邻两层的碳纤维预浸布总面积的10-40％；所述水性碳纳米管浆液中的碳纳米管含量为1％-20％，比表面积为50-2000m² /g，所述水性碳纳米管浆液均匀涂敷于偶联剂处理后的非晶合金条带表面；

步骤1：将熔炼至少4次，成分均匀的合金锭在惰性气氛保护的条件下制备成非晶合金条带；

步骤2：将制得的非晶合金条带进行表面机械打磨，使非晶合金条带的表面粗糙度Ra在0.8-12.5μm之间；

步骤3：使用表面处理剂处理非晶合金条带表面，将至少两条表面处理后的所述非晶合金条带排列放置在碳纤维预浸布上，卷制成型；碳纤维预浸布设有至少两层，所述非晶合金条带设置在相邻两层所述碳纤维预浸布之间；

步骤4：卷制好的碳纤维复合材料杆表面使用塑料带进行缠绕，送进固化炉进行固化。

2.根据权利要求1所述的一种改性的碳纤维复合材料杆体，其特征在于，所述非晶合金条带为长20-5000mm，宽0.01-10mm，厚0.01-1mm的非晶合金长条或直径为10-500μm的非晶合金丝。

3.根据权利要求1所述的一种改性的碳纤维复合材料杆体，其特征在于，所述非晶合金条带呈0-180°排列放置在所述碳纤维预浸布上。