[0001] 本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及FRP氧化铝高强纤维板。

[0002] 在当前全球科技创新的浪潮中，对高性能结构材料的需求日益增长，特别是在那些要求极端耐用性、高强度和轻量化特性的领域，如航空航天、军事防御、高端装备制造业等。高强度纤维板作为一类关键的结构材料，其研发与应用成为材料科学领域的前沿课题。传统的高强度纤维板，如碳纤维增强塑料（CFRP）和玻璃纤维增强塑料（GFRP），虽然在许多方面取得了显著成就，但在极端环境耐受性、耐高温、以及多功能集成等方面仍面临挑战，尤其是对于那些需要同时满足高强度、高模量、耐腐蚀、耐磨损以及电磁兼容性等多重严苛要求的应用场景。

[0003] 氧化铝纤维，作为一种新兴的高性能无机纤维材料，因其出色的高温稳定性、高硬度、优秀的化学稳定性以及优异的力学性能，被视为下一代高强度纤维板的重要组成部分。然而，氧化铝纤维与树脂基体的界面粘结问题，以及如何有效利用其性能优势，是当前材料科学家和工程师们面临的重大技术障碍。纤维与树脂间的弱界面结合不仅影响材料的整体力学性能，还会导致材料在长期使用或极端条件下的早期失效。

[0004] 此外，随着对材料多功能性的追求，如何在保证高强度的同时，集成如电磁屏蔽、热管理等功能，成为高强度纤维板设计的新方向。传统方法往往侧重于单一性能的提升，忽视了材料综合性能的优化与平衡。故此，我们提出了FRP氧化铝高强纤维板。

[0023] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

[0024] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0025] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0026] 下面结合附图对本发明的技术方案进一步说明。

[0027] 实施例1

[0028] FRP氧化铝高强纤维板，如图1所示，FRP氧化铝高强纤维板采用上氧化铝纤维增强塑料层1、下氧化铝纤维增强塑料层2和不锈钢网片层3复合而成，上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2的结构相同，且不锈钢网片层3位于上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2之间；上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2均由以下重量份数的原料制成：改性氧化铝纤维20份，树脂基体45份，辅剂3份。

[0029] 树脂基体选用环氧树脂。

[0030] 辅剂包括以下质量百分比的原料：偶联剂30%，填充剂55%，固化剂15%。

[0031] 偶联剂为硅烷偶联剂。

[0032] 填充剂包括滑石粉、硅灰石粉和玻璃微珠，且滑石粉、硅灰石粉和玻璃微珠的质量比为1:1:1，滑石粉可以提高材料的硬度和耐热性，硅灰石粉可以增强材料的刚性和耐热性，玻璃微珠可减轻重量同时保持一定的强度，三者相互配合使用，进一步增强了上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2的物理和机械性能。

[0033] 改性氧化铝纤维为短纤维，其长度为10mm，直径为2um。

[0034] 不锈钢网片层3的厚度为0.5mm，在上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2之间科学配置不锈钢网片层3，不锈钢的高温稳定性与改性氧化铝纤维的耐热性相结合，不仅显著增强了FRP氧化铝高强纤维板在高温环境下的稳定性和耐火等级，显著提升了材料在极端温度条件下的工作可靠性，还增强了FRP氧化铝高强纤维板的整体刚性，在承受动态负载和冲击时表现更佳，为高性能材料的创新应用开辟了新路径，同时不锈钢网片层3的引入，其金属网格结构可以形成连续的导电通路，贯穿于FRP板内部，这不仅有助于电流的均匀分布，还为静电荷的快速释放提供了通道，降低了材料的表面电阻率，增强了整体的导电性为原本绝缘的FRP材料提供了导电路径，有效提升了其在电磁干扰环境下的屏蔽效果，拓宽了应用领域。

[0035] 改性氧化铝纤维的制备方法如下：A：将硅烷类化合物溶解于乙醇溶剂中，缓慢搅拌均匀，进行水解反应，生成稳定的溶胶，并调节溶胶的pH值，得到浸渍液；
B：将清洁后的氧化铝纤维均匀地浸入浸渍液中真空浸渍，浸渍液在氧化氧化铝纤
维表面形成一层界面层；
C：浸渍后的氧化氧化铝纤维先自然放置干燥，再放入干燥箱中烘干；
D：烘干后的材料放入高温炉中进行热处理固化，得到改性氧化铝纤维。

[0036] 浸渍次数为2次，浸渍时间为8min，浸渍温度为30℃，通过对氧化铝纤维进行浸渍改性处理，选用高效硅烷类化合物作为前驱体，多次浸渍，确保氧化铝纤维表面形成致密且与树脂基体高度兼容的界面层，大幅提高了界面粘结力，减少了应力集中现象。

[0037] 改性氧化铝纤维的制备方法还包括使用偶联剂对纤维进行表面涂覆，增强界面粘结力，使用偶联剂对纤维进行表面涂覆，进一步增强界面粘结力，减少了界面缺陷，确保了材料性能的最大化发挥，从而提升了上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2整体的力学性能。

[0038] 测得上述FRP氧化铝高强纤维板的密度为1.85g/cm3，耐压强度为797MPa，材料表面无粉化和掉渣现象，高温隔热性能优异，屏蔽效果优异。

[0039] 实施例2

[0040] FRP氧化铝高强纤维板，如图1所示，FRP氧化铝高强纤维板采用上氧化铝纤维增强塑料层1、下氧化铝纤维增强塑料层2和不锈钢网片层3复合而成，上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2的结构相同，且不锈钢网片层3位于上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2之间；上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2均由以下重量份数的原料制成：改性氧化铝纤维35份，树脂基体60份，辅剂8份。

[0041] 树脂基体选用环氧树脂。

[0042] 辅剂包括以下质量百分比的原料：偶联剂37%，填充剂55%，固化剂8%。

[0043] 偶联剂为锆酸酯偶联剂。

[0044] 填充剂包括滑石粉、硅灰石粉和玻璃微珠，且滑石粉、硅灰石粉和玻璃微珠的质量比为1:1:1，滑石粉可以提高材料的硬度和耐热性，硅灰石粉可以增强材料的刚性和耐热性，玻璃微珠可减轻重量同时保持一定的强度，三者相互配合使用，进一步增强了上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2的物理和机械性能。

[0045] 改性氧化铝纤维为短纤维，其长度为100mm，直径为5um。

[0046] 不锈钢网片层3的厚度为2mm，在上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2之间科学配置不锈钢网片层3，不锈钢的高温稳定性与改性氧化铝纤维的耐热性相结合，不仅显著增强了FRP氧化铝高强纤维板在高温环境下的稳定性和耐火等级，显著提升了材料在极端温度条件下的工作可靠性，还增强了FRP氧化铝高强纤维板的整体刚性，在承受动态负载和冲击时表现更佳，为高性能材料的创新应用开辟了新路径，同时不锈钢网片层3的引入，其金属网格结构可以形成连续的导电通路，贯穿于FRP板内部，这不仅有助于电流的均匀分布，还为静电荷的快速释放提供了通道，降低了材料的表面电阻率，增强了整体的导电性为原本绝缘的FRP材料提供了导电路径，有效提升了其在电磁干扰环境下的屏蔽效果，拓宽了应用领域。

[0047] 改性氧化铝纤维的制备方法如下：A：将硅烷类化合物溶解于乙醇溶剂中，缓慢搅拌均匀，进行水解反应，生成稳定的溶胶，并调节溶胶的pH值，得到浸渍液；
B：将清洁后的氧化铝纤维均匀地浸入浸渍液中真空浸渍，浸渍液在氧化氧化铝纤
维表面形成一层界面层；
C：浸渍后的氧化氧化铝纤维先自然放置干燥，再放入干燥箱中烘干；
D：烘干后的材料放入高温炉中进行热处理固化，得到改性氧化铝纤维。

[0048] 浸渍次数为4次，浸渍时间为6min，浸渍温度为50℃，通过对氧化铝纤维进行浸渍改性处理，选用高效硅烷类化合物作为前驱体，多次浸渍，确保氧化铝纤维表面形成致密且与树脂基体高度兼容的界面层，大幅提高了界面粘结力，减少了应力集中现象。

[0049] 改性氧化铝纤维的制备方法还包括使用偶联剂对纤维进行表面涂覆，增强界面粘结力，使用偶联剂对纤维进行表面涂覆，进一步增强界面粘结力，减少了界面缺陷，确保了材料性能的最大化发挥，从而提升了上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2整体的力学性能。

[0050] 测得上述FRP氧化铝高强纤维板的密度为1.87g/cm3，耐压强度为805MPa，材料表面无粉化和掉渣现象，高温隔热性能优异，屏蔽效果优异。

[0051] 实施例3

[0052] FRP氧化铝高强纤维板，如图1所示，FRP氧化铝高强纤维板采用上氧化铝纤维增强塑料层1、下氧化铝纤维增强塑料层2和不锈钢网片层3复合而成，上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2的结构相同，且不锈钢网片层3位于上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2之间；上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2均由以下重量份数的原料制成：改性氧化铝纤维30份，树脂基体52份，辅剂5份。

[0053] 树脂基体选用环氧树脂。

[0054] 辅剂包括以下质量百分比的原料：偶联剂30%，填充剂60%，固化剂10%。

[0055] 偶联剂为硅烷偶联剂和锆酸酯偶联剂中的任意一种。

[0056] 填充剂包括滑石粉、硅灰石粉和玻璃微珠，且滑石粉、硅灰石粉和玻璃微珠的质量比为1:1:1，滑石粉可以提高材料的硬度和耐热性，硅灰石粉可以增强材料的刚性和耐热性，玻璃微珠可减轻重量同时保持一定的强度，三者相互配合使用，进一步增强了上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2的物理和机械性能。

[0057] 改性氧化铝纤维为短纤维，其长度为70mm，直径为3um。

[0058] 不锈钢网片层3的厚度为1mm，在上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2之间科学配置不锈钢网片层3，不锈钢的高温稳定性与改性氧化铝纤维的耐热性相结合，不仅显著增强了FRP氧化铝高强纤维板在高温环境下的稳定性和耐火等级，显著提升了材料在极端温度条件下的工作可靠性，还增强了FRP氧化铝高强纤维板的整体刚性，在承受动态负载和冲击时表现更佳，为高性能材料的创新应用开辟了新路径，同时不锈钢网片层3的引入，其金属网格结构可以形成连续的导电通路，贯穿于FRP板内部，这不仅有助于电流的均匀分布，还为静电荷的快速释放提供了通道，降低了材料的表面电阻率，增强了整体的导电性为原本绝缘的FRP材料提供了导电路径，有效提升了其在电磁干扰环境下的屏蔽效果，拓宽了应用领域。

[0059] 改性氧化铝纤维的制备方法如下：A：将硅烷类化合物溶解于乙醇溶剂中，缓慢搅拌均匀，进行水解反应，生成稳定的溶胶，并调节溶胶的pH值，得到浸渍液；
B：将清洁后的氧化铝纤维均匀地浸入浸渍液中真空浸渍，浸渍液在氧化氧化铝纤
维表面形成一层界面层；
C：浸渍后的氧化氧化铝纤维先自然放置干燥，再放入干燥箱中烘干；
D：烘干后的材料放入高温炉中进行热处理固化，得到改性氧化铝纤维。

[0060] 浸渍次数为3次，浸渍时间为7min，浸渍温度为40℃，通过对氧化铝纤维进行浸渍改性处理，选用高效硅烷类化合物作为前驱体，多次浸渍，确保氧化铝纤维表面形成致密且与树脂基体高度兼容的界面层，大幅提高了界面粘结力，减少了应力集中现象。

[0061] 改性氧化铝纤维的制备方法还包括使用偶联剂对纤维进行表面涂覆，增强界面粘结力，使用偶联剂对纤维进行表面涂覆，进一步增强界面粘结力，减少了界面缺陷，确保了材料性能的最大化发挥，从而提升了上氧化铝纤维增强塑料层1和下氧化铝纤维增强塑料层2整体的力学性能。

[0062] 测得上述FRP氧化铝高强纤维板的密度为1.92g/cm3，耐压强度为820MPa，材料表面无粉化和掉渣现象，高温隔热性能优异，屏蔽效果优异。

[0063] 综上，本发明所述的FRP氧化铝高强纤维板密度设计在约1.8‑1.9g/cm3，耐压强度超过700 MPa，不仅满足了航空航天、高端制造及电子封装等领域的高性能需求，还展示了在轻量化、高强度、多功能集成方面的显著优势，为高性能复合材料领域带来了革新性的发展。

[0064] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。