本发明属于复合材料制备领域，具体涉及一种提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板及制备方法。
背景技术：
1、纤维金属层合板是将金属与纤维增强复合材料交替铺放后，通过热压固化制备而成。与传统单一材料，如铝合金、钛合金、树脂纤维增强复合材料相比，纤维金属层合板兼具两种材料的优点，既具有高强高模轻质的特点，又具备耐腐蚀、高韧性和优良抗冲击性能，在航空航天领域被广泛应用。纤维金属层合板最早由delft大学学者提出，目前共发展了四代。与第一代芳纶增强铝合金层板、第二代玻璃纤维增强铝合金层板、第三代碳纤维增强铝合金层板相比，第四代纤维金属层合板解决了铝合金与碳纤维之间的电化学腐蚀问题，同时钛合金的强度优于铝合金，也让钛合金/碳纤维层板的机械性能得到较大提升，具有非常好的应用前景。
2、虽然纤维金属层合板相较于传统单一材料优势明显，但由于交替铺层界面较多，包含树脂-纤维界面、cfrp内各层的层间界面以及cfrp与钛板之间的金属-树脂界面，应用过程中容易出现分层现象。其中一般以金属-树脂界面结合强度最弱，提高金属与树脂的粘接强度也是制造层合板过程中最重要的步骤。金属与树脂的粘接强度主要由金属表面形貌、金属与树脂的润湿性能以及金属与树脂结合能力等因素决定。钛板的表面处理方法按照工艺的不同总体可以分成三类，第一类为表面机械处理方法，如机械打磨、喷丸、喷砂；第二类为化学处理方法，如化学钝化、阳极氧化、表面化学刻蚀；第三类为在金属与树脂之间增加偶联界面层的方法。目前大多数的研究都是从提高金属表面粗糙度入手，但是界面结合力提升仍然不够，有待进一步改善。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供一种提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板及制备方法。本发明从改进钛合金表面微观结构出发，构建了网络絮状纳米结构，有效提高了纤维金属层合板的层间剪切强度及耐候性。
2、本发明所采用的具体技术方案如下：
3、第一方面，本发明提供了一种提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板的制备方法，具体如下：
4、利用电解液对经预处理后的钛合金进行阳极氧化处理，洗净后烘干；对经阳极氧化处理后的钛合金进行去应力退火处理，随后在其表面喷涂一层树脂膜；将钛合金与碳纤维预浸料按照[m/p/m/p/m/…/p/m]的铺层顺序铺放并预压实，热压固化后成型，得到纤维金属层合板；其中，m表示钛合金，p表示单层或多层的碳纤维预浸料。
5、作为优选，所述电解液为质量配比1:5:94的氟化铵、去离子水和乙二醇的混合液。
6、作为优选，所述钛合金的预处理方式如下：
7、将钛合金先机械打磨，并去除表面油渍，洗净后烘干；随后对钛合金表面进行酸洗以除去表面氧化膜，洗净后烘干。
8、进一步的，所述酸洗过程中所用酸洗液为体积配比1:3的氢氟酸和硝酸的混合液，酸洗时间为40s。
9、作为优选，所述阳极氧化处理过程中，电压为30v，处理时间为5min。
10、作为优选，所述去应力退火处理过程中，从室温开始以5℃/min的速度加热到500℃后保温15min，最后随炉冷却。
11、作为优选，所述树脂膜是由结构胶膜的溶解液喷涂在钛合金表面形成。
12、进一步的，所述喷涂密度为40g/m2，喷涂压力为1.6bar。
13、作为优选，所述热压过程中，从室温开始以0.5℃/min的速度加热到80℃后保温60min，再继续以0.5℃/min的速度加热到120℃后保温120min，最后以1.5℃/min的速度降至室温，全程压力保持在6.6bar。
14、第二方面，本发明提供了一种利用第一方面任一所述制备方法得到的提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板。
15、借由上述方案，发明至少具有以下优点：一方面，本方法处理后的钛合金表面构建了网络絮状纳米结构，不仅能够均匀有效提高纤维金属层合板界面结合力，增强层间剪切强度，还能够提高纤维金属层合板耐候性；另一方面，本方法所述步骤不仅适用于平板件，也同样适用于简单异形件，应用范围较广。
16、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚的了解本发明的技术手段，并可以依照说明书的内容予以实施，下面结合附图和实施例对本发明提供的一种提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板制备方法进行详细地描述。
1.一种提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板的制备方法，其特征在于，具体如下：
2.根据权利要求1所述的提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板的制备方法，其特征在于，所述电解液为质量配比1:5:94的氟化铵、去离子水和乙二醇的混合液。
3.根据权利要求1所述的提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板的制备方法，其特征在于，所述钛合金的预处理方式如下：
4.根据权利要求3所述的提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板的制备方法，其特征在于，所述酸洗过程中所用酸洗液为体积配比1:3的氢氟酸和硝酸的混合液，酸洗时间为40s。
5.根据权利要求1所述的提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板的制备方法，其特征在于，所述阳极氧化处理过程中，电压为30v，处理时间为5min。
6.根据权利要求1所述的提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板的制备方法，其特征在于，所述去应力退火处理过程中，从室温开始以5℃/min的速度加热到500℃后保温15min，最后随炉冷却。
7.根据权利要求1所述的提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板的制备方法，其特征在于，所述树脂膜是由结构胶膜的溶解液喷涂在钛合金表面形成。
8.根据权利要求7所述的提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板的制备方法，其特征在于，所述喷涂密度为40g/m2，喷涂压力为1.6bar。
9.根据权利要求1所述的提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板的制备方法，其特征在于，所述热压过程中，从室温开始以0.5℃/min的速度加热到80℃后保温60min，再继续以0.5℃/min的速度加热到120℃后保温120min，最后以1.5℃/min的速度降至室温，全程压力保持在6.6bar。
10.一种利用权利要求1～9任一所述制备方法得到的提高层间剪切强度及耐候性的纤维金属层合板。