CN114474793A - 一种碳纤维金属复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种碳纤维金属复合材料及其制备方法，该碳纤维金属复合材料包括金属片材和呈预设形状的碳纤维预浸料；所述金属片材的第一表面形成有多孔结构；所述碳纤维预浸料覆盖所述第一表面，通过热压使得部分碳纤维预浸料进入所述多孔结构内形成倒扣结构，并在所述金属片材和所述碳纤维预浸料之间形成粘接面。本申请实施例的一个技术效果在于，设计合理，显著提高碳纤维复合材料与金属板之间的结合力，从而提高了两者复合的可靠性。

Description

一种碳纤维金属复合材料及其制备方法

技术领域

本申请属于材料技术领域，具体地，本申请涉及一种碳纤维金属复合材料及其制备方法。

背景技术

VR/AR属于头戴类产品，产品设计中需要高刚性、轻薄化的材料。碳纤维是一种碳元素含量超过90％的纤维材料，其具备其他材料无法比拟的优异性能，例如，其具有高比强度、高比模量、耐高温、耐疲劳、抗蠕变等优异性能，因此，碳纤维材料在VR/AR产品设计和应用中越来越被重视。

现有技术中，热固性碳纤维复合材料或热塑性碳纤维复合材料作为外观件，其主要通过喷涂进行表面处理，达不到金属外观效果，如铝合金的阳极氧化的颜色和质感。因此，碳纤维产品的外观表面处理方法的改进、扩展，是提高碳纤维材料在产品设计中的自由度及扩大应用的关键。

进一步的，碳纤维复合材料与金属板复合，其利用金属板作为外观面，可以实现产品外观质感的更多设计。但是，碳纤维复合材料与金属板的复合方式一般为粘接剂粘合，这使得两者之间的结合作用力较小，存在相互脱落的风险，导致复合可靠性降低。

发明内容

本申请实施例的一个目的是提供一种碳纤维金属复合材料及其制备方法的新技术方案。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种碳纤维金属复合材料，包括：

金属片材，所述金属片材的第一表面形成有多孔结构；

呈预设形状的碳纤维预浸料，所述碳纤维预浸料覆盖所述第一表面，通过热压使得部分碳纤维预浸料进入所述多孔结构内形成倒扣结构，并在所述金属片材和所述碳纤维形成粘接面。

可选地，所述第一表面形成多孔结构的方式为化学腐蚀或电化学腐蚀。

可选地，所述多孔结构包括纳米级和/或微米级孔隙。

可选地，所述碳纤维预浸料采用热固性碳纤维复合材料或热塑性碳纤维预浸料。

可选地，在所述碳纤维预浸料采用热固性碳纤维复合材料时，热固性碳纤维复合材料包括树脂，所述树脂的材质为环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、乙烯基树脂、氰酸树脂中的至少一种；

可选地，在所述碳纤维预浸料采用热塑性碳纤维复合材料时，热塑性碳纤维复合材料包括树脂，所述树脂的材质为聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚醚醚酮、聚苯硫醚中的至少一种。

可选地，所述金属片材的材质为不锈钢、铝合金、钛合金、镁合金、液态金属。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种碳纤维金属复合材料的制备方法，用于制作上述的碳纤维金属复合材料，包括：

S101，对金属片材的第一表面进行处理，以形成多孔结构；

S102，将碳纤维预浸料与第一表面接触；

S103，将金属片材与碳纤维预浸料热压成型形成一体结构，所述碳纤维预浸料在所述多孔结构中形成倒扣结构。

可选地，所述碳纤维预浸料为热固性碳纤维预浸料或热塑性纤维预浸料；

在所述碳纤维预浸料为热固性碳纤维预浸料时，金属片材与呈预设形状的热固性碳纤维预浸料经过热压后一体成型；

在所述碳纤维预浸料为热塑性碳纤维预浸料时，先对热塑性碳纤维预浸料进行预热以使得热塑性碳纤维预浸料呈预设形状；然后，金属片材与呈预设形状的热塑性碳纤维预浸料经过热压后一体成型。

可选地，该碳纤维金属复合材料的制备方法还包括：

S104，对一体结构进行裁切。

可选地，该碳纤维金属复合材料的制备方法还包括：

S105，对金属片材的远离第一表面的第二表面进行处理，以获得具有金属外观效果的外观件。

本申请实施例的一个技术效果在于：

在本申请实施例中，通过在金属片材的第一表面形成有多孔结构，并通过热压使得部分碳纤维预浸料进入所述多孔结构内形成倒扣结构，并在所述金属片材和所述碳纤维预浸料之间形成牢固的粘接面，这使得碳纤维预浸料能够牢固地固定在金属片材的表面，增加了两者之间的粘接强度，从而显著提高碳纤维复合材料与金属板之间的结合力，进而提高了两者复合的可靠性。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的碳纤维金属复合材料的制备方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的碳纤维金属复合材料的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的碳纤维金属复合材料的***结构示意图。

图中：1、金属板材；11、多孔结构；12、开口端；2、碳纤维预浸料；21、倒扣结构。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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申请中的具体含义。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种碳纤维金属复合材料，包括金属片材和呈预设形状的碳纤维预浸料。其中，碳纤维预浸料可以为热固性碳纤维复合材料，由于热固性碳纤维复合材料经过加热后为固态，则呈预设形状的热固性碳纤维复合材料能够直接与金属片材热压成型；碳纤维预浸料也可以为热塑性碳纤维复合材料，由于热塑性碳纤维复合材料经过加热后为液态，因此，将热塑性碳纤维复合材料与金属片材复合时，需要先对热塑性碳纤维复合材料进行预热。

具体地，所述金属片材的第一表面形成有多孔结构；金属片材的第二表面经过处理后用户获得具有金属外观效果的产品。多孔结构使得在对金属片材和碳纤维预浸料进行热压成型时，并与碳纤维预浸料进入多孔结构中形成倒扣结构。

进一步具体地，所述碳纤维预浸料2覆盖所述第一表面，通过热压使得部分碳纤维预浸料进入所述多孔结构内，并在所述金属片材1和所述碳纤维预浸料2之间形成形成粘接面，粘接面能够牢固地将金属片材和碳纤维预浸料牢固地结合在一起。倒扣结构21的最大截面面积小于倒扣结构21所在的多孔结构11的开口端12的面积，具体如图2和图3所示，图2和图3也仅仅是给出了倒扣结构的几种结构形式，也可以采用其他的倒扣结构，在此不再赘述。倒扣结构能够有效地防止碳纤维预浸料从多孔结构中脱出，从而较好地提高了金属片材和碳纤维预浸料之间的结合力。

需要说明的是，碳纤维预浸料包括叠层设置的树脂层和碳纤维层，其中，碳纤维可以有多层。根据碳纤维预浸料中树脂的种类不同，碳纤维预浸料所呈现的物理状态不同。而在本申请中，在与金属片材复合时，碳纤维预浸料的物理状态为质地较软，以便碳纤维预浸料进入金属片材的多孔结构的内部形成倒扣结构。

在本申请实施例中，多孔结构包括多个孔，每个孔可以为单独的一个孔，也可以由多个孔连通形成的一个异形孔。

多孔结构可以为宏观状态的肉眼可见的孔洞，例如，可以是通过激光开孔的形式形成的多孔结构，也可以是通过机械加工开孔的形式形成的多孔结构。机械加工的方式有多种，在此不再赘述。

多孔结构也可以为微观状态的孔隙，例如纳米级孔隙和微米级孔隙，其可以采用化学腐蚀或电化学腐蚀的方式以使得金属片材的表面形成多孔结构。当采用化学腐蚀或电化学腐蚀的方式形成多孔结构时，碳纤维预浸料中的树脂进入多孔结构中形成倒扣结构。

在本申请实施例中，通过在金属片材的第一表面形成有多孔结构，并通过热压使得部分碳纤维预浸料进入所述多孔结构内，并在所述金属片材和所述碳纤维预浸料之间形成倒扣结构，这使得碳纤维预浸料能够牢固地固定在金属片材的表面，增加了两者之间的粘接强度，从而显著提高碳纤维复合材料与金属板之间的结合力，进而提高了两者复合的可靠性。

可选地，所述第一表面形成多孔结构的方式为化学腐蚀或电化学腐蚀。这使得在金属片材的第一表面形成多孔结构的方式比较简单，也便于在金属片材的第一表面形成均匀的多孔结构，以更好地将金属片材和碳纤维预浸料复合在一起，避免两者之间出现脱落的现象。

可选地，所述多孔结构包括纳米级和/或微米级孔隙。可以通过腐蚀的方式在金属片材的第一表面形成纳米级和/或微米级孔隙，由于纳米级和/或微米级孔隙的结构比较小，因此，碳纤维预浸料在纳米级和/或微米级孔隙中能够形成大量的均匀、稳定的倒扣结构，从而在金属片材和碳纤维预浸料之间形成可靠性较高的复合力。

可选地，所述碳纤维预浸料采用热固性碳纤维复合材料或热塑性碳纤维预浸料。

在上述实施方式中，不论是热固性碳纤维复合材料还是热塑性碳纤维预浸料，均能够与金属片材牢固地结合在一起，适用范围较广。

需要说明的是，由于热固性碳纤维复合材料和热塑性碳纤维预浸料自身属性的不同，其在与金属片材热压成型之前需要经过不同的处理，例如，需要对热塑性碳纤维预浸料进行预热。

可选地，在所述碳纤维预浸料采用热固性碳纤维复合材料时，热固性碳纤维复合材料包括树脂，所述树脂的材质为环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、乙烯基树脂、氰酸树脂中的至少一种；

在所述碳纤维预浸料采用热塑性碳纤维复合材料时，热塑性碳纤维复合材料包括树脂，所述树脂的材质为聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚醚醚酮、聚苯硫醚中的至少一种。其中，聚酯类树脂可以为PBT、PC等，聚酰胺类树脂可以为PA6、PA66等

在上述实施方式中，由于热固性碳纤维复合材料和热塑性碳纤维复合材料的性能不同，则采用不同的树脂，以使得每种碳纤维金属复合材料均具有较好的使用性能。

可选地，所述金属片材的材质为不锈钢、铝合金、钛合金、镁合金、液态金属。进一步地，也可以采用陶瓷和呈预设形状的碳纤维预浸料进行热压复合，通过热压使得部分碳纤维预浸料进入陶瓷的多孔结构内，并在所述陶瓷和碳纤维预浸料之间形成倒扣结构，从而显著提高陶瓷和碳纤维预浸料之间的可靠性。

在上述实施方式中，采用上述材质的金属片材，金属片材与碳纤维复合材料通过物理倒扣结构实现粘接，大大提高碳纤维金属复合材料的界面粘接强度，拓宽后续处理工艺，例如，可以对金属片材进行阳极氧化，实现金属外观和质感，其较好地解决复合材料粘接面的粘接不牢靠的问题。

参考图1，根据本申请实施例的第二方面，提供一种碳纤维金属复合材料的制备方法，用于制作上述的碳纤维金属复合材料，包括：

S101，对金属片材的第一表面进行处理，以形成多孔结构；

S102，将碳纤维预浸料与第一表面接触；

S103，将金属片材与碳纤维预浸料热压成型形成一体结构，所述碳纤维预浸料在所述多孔结构中形成倒扣结构。

在上述实施方式中，倒扣结构使得碳纤维预浸料能够牢固地固定在金属片材的表面，增加了两者之间的粘接强度，从而显著提高碳纤维复合材料与金属板之间的结合力，进而提高了两者复合的可靠性。

可选地，所述碳纤维预浸料为热固性碳纤维预浸料或热塑性纤维预浸料；

在所述碳纤维预浸料为热固性碳纤维预浸料时，金属片材与呈预设形状的热固性碳纤维预浸料经过热压后一体成型；

在所述碳纤维预浸料为热塑性碳纤维预浸料时，先对热塑性碳纤维预浸料进行预热以使得热塑性碳纤维预浸料呈预设形状；然后，金属片材与呈预设形状的热塑性碳纤维预浸料经过热压后一体成型。

在上述实施方式中，通过采用不同性能的碳纤维预浸料，后续进行不同的处理方式，然后再将碳纤维预浸料与金属片材热压后一体成型，使得各种性能的碳纤维预浸料均能够与金属片材牢固地复合在一起，适用范围较广。

可选地，该碳纤维金属复合材料的制备方法还包括：

S104，对一体结构进行裁切。

在上述实施方式中，可以通过CNC切割或激光切割等切割方式对一体结构进行裁切，以获得预设尺寸的产品，操作简单。

可选地，该碳纤维金属复合材料的制备方法还包括：

S105，对金属片材的远离第一表面的第二表面进行处理，以获得具有金属外观效果的外观件。其中，处理方式因为所处理的金属的种类不同处理的方式也不相同，可以为阳极氧化、电镀或打磨抛光的表面处理，例如，可以对铝合金进行阳极氧化，可以对不锈钢进行电镀或打磨抛光的表面处理。

在上述实施方式中，获得的外观件不仅性能较好，碳纤维预浸料与金属片材之间的粘接强度较大，而且外观效果较好，符合用户的使用习惯。

在一个具体的实施方式中，首先，选取预设厚度的金属片材进行并对金属片材的第一表面进行腐蚀处理，以在金属片材的第一表面形成纳米级和微米级孔隙。

其次，将带有纳米级和微米级孔隙的金属片材与热固性环氧树脂碳纤维预浸料热压成型。

再次，采用CNC裁切样品。

最后，对金属片装饰热固碳纤维复合材料阳极氧化及封孔处理，以获得轻量化阳极氧化效果的热固性碳纤维复合材料外观件。

在另一个具体的实施方式中，首先，选取预设厚度的金属片材进行并对金属片材的第一表面进行腐蚀处理，以在金属片材的第一表面形成纳米级和微米级隙孔。

其次，采用电磁加热或红外线加热的方式对热塑性聚碳酸酯碳纤维预浸料进行预热，热塑性聚碳酸酯碳纤维预浸料为PBT碳纤维预浸料。

再次，将带有纳米级和微米级孔隙的金属片材与预热后的PBT碳纤维预浸料转移至成型模具，热压成型，获得金属片装饰的热塑PBT纤维复合材料。

再次，根据产品需求，采用CNC或激光的方式裁切样品，以使得样片符合预设尺寸的要求。

最后，通过对金属片材的第二表面进行阳极氧化及封孔处理，获得轻量化阳极氧化效果的热塑碳纤维金属复合材料外观件。

实施例1

本实施例提供的热固性碳纤维金属复合材料的制备方法，其中碳纤维预浸料为热固性碳纤维复合材料。进一步地，热固性碳纤维复合材料采用热固性树脂基碳纤维复合材料，其以环氧树脂为基体，纤维为碳纤维，其中，碳纤维可为单向碳纤维束，也可以为碳纤维编织布，铺层的原料采用碳纤维/环氧树脂预浸料，本实施例选0.125mm厚的单向碳纤维预浸料，根据需求裁剪出不同铺层方向的预浸料带。金属片材选铝合金片，其型号为6063，厚度为0.5mm。

具体制备方法包括以下步骤：

第一步，对铝合金片的第一表面进行纳米处理：

1)首先对铝合金片进行喷砂处理，增加第一表面的粗糙度，然后用乙醇对铝合金片进行清洗，最后用纯水将铝合金片清洗干净并干燥。

2)碱处理：将铝合金片浸渍在氢氧化钠(NaOH)碱性水溶液中，其中，碱性水溶液的pH>7，浓度在0.1％-10％为宜。在预定时间以后将铝合金片用清水洗净，其中，预定时间为5分钟。

3)酸处理：将碱处理后的铝合金片，浸到氢氟酸与硝酸的混合水溶液中，保持8分钟后取出，用纯水洗净。

4)将碱、酸处理后的铝合金片进行阳极氧化，在铝合金片的表面形成多孔的氧化膜，其粗糙度Ra＝0.5-2μm。

5)采用溶剂浸渍法进一步处理，将铝合金片浸渍在10％-30％氨水溶液中。在60℃以下，浸渍时间15-120min，增加氧化膜上纳米孔的尺寸。并将基材水洗。

6)干燥：去除基材表面的水分，干燥备用。

第二步，热压成型：将表面带有纳米孔的基材放入模具，进行热压成型。首先，将环氧树脂碳纤维片材以0°-90°-0°-90°-0°叠层方式铺层压合后，放入热压模具，热压模具进入预压状态；然后，抽真空，完成后进行预压，将碳纤维复合材料片材压入模腔，进行3次排气操作；然后；升温至140℃，硫化10min，降温出模；

第三步，数控加工中心(CNC)成型：根据样品尺寸需求，用5轴CNC设备去除相应部分，得到设计形状和尺寸的样品。

第四步，对铝合金片的第二表面进行阳极氧化及封孔处理：首先，碳纤维铝合金复合样品表面进行碱洗—酸洗—水洗并干燥后，在硫酸溶液中，用石墨板作阴极，碳纤维铝合金复合样品作阳极，阳极氧化20min，温度18-20℃，电流密度为1.5-2.0A/dm2，冷水冲洗并干燥；然后，选取着色剂，在50-65℃条件下，将样品置于选取的2-5％茜素红着色液中浸泡8min，水洗干燥；然后，封孔处理：最后，沸水中煮12min。

经过以上工序，制备的环氧树脂碳纤维和铝合金片复合测试片，粘接面积0.6cm²，推拉测试，环氧树脂碳纤维复合片材与铝合金片的粘接强度较高，其测试的剪切强度达到33.6MPa。

实施例2

本实施例提供的热塑性碳纤维金属复合材料的制备方法，其中热塑树脂基碳纤维复合材料以聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT为基体，纤维为碳纤维，其中碳纤维可为单向碳纤维束，也可以为碳纤维编织布，铺层的原料采用碳纤维/PBT预浸料，本实施例选0.25mm厚的3K斜纹编织碳纤维预浸料，根据需求裁剪出不同铺层方向的预浸料带。金属片选铝合金片，型号为6063，厚度为0.5mm。

具体制备方法包括以下步骤：

第一步，铝合金片的第一表面纳米处理同实施例1，具体处理步骤如下：1)首先对铝合金片进行喷砂处理，增加第一表面的粗糙度，然后用乙醇对铝合金片进行清洗，最后用纯水将铝合金片清洗干净并干燥。

2)碱处理：将铝合金片浸渍在氢氧化钠(NaOH)碱性水溶液中，其中，碱性水溶液的pH>7，浓度在0.1％-10％为宜。在预定时间以后将铝合金片用清水洗净，其中，预定时间为5分钟。

3)酸处理：将碱处理后的铝合金片，浸到氢氟酸与硝酸的混合水溶液中，保持8分钟后取出，用纯水洗净。

4)将碱、酸处理后的铝合金片进行阳极氧化，在铝合金片的表面形成多孔的氧化膜，其粗糙度Ra＝0.5-2μm。

5)采用溶剂浸渍法进一步处理，将铝合金片浸渍在10％-30％氨水溶液中。在60℃以下，浸渍时间15-120min，增加氧化膜上纳米孔的尺寸，并将基材水洗。

6)干燥：去除基材表面的水分，干燥备用。

第二步，3K斜纹编织碳纤维PBT预浸片材的预热：

1)将单层PBT树脂碳纤维片材以3层叠层方式铺层，加热至230℃后，进行压合形成0.75mm片材；

2)根据样品需求，用CNC工艺裁切样品成10mm×6mm×4mm样条；

3)用红外线加热后电磁加热，将碳纤维复合片材预热至230℃；

第三步，热压成型：将表面带有纳米孔的基材放入模具，进行热压成型。首先，将铝合金片放入热压模具，将预热后的碳纤维复合片材放入模腔；然后，抽真空，热压模具进入预压状态，将碳纤维复合材料片材压入模腔，同时进行3次排气操作，然后20s后降温至60℃，出模。

第四步，数控加工中心(CNC)成型：根据样品尺寸需求，用5轴CNC设备去除相应部分，得到设计形状和尺寸的样品。

第四步，对铝合金片的第二表面进行阳极氧化及封孔处理：

首先，PBT碳纤维铝合金复合样品表面进行碱洗—酸洗—水洗并干燥后，在20％硫酸溶液中，用石墨板作阴极，碳纤维铝合金复合样品作阳极，温度18-20℃，电流密度为5mA/cm²，电解5min，然后调节稳流电源上的电流为10mA/cm²,再电解15min。其次，将阳极氧化后的复合材料片冷水冲洗并吹干。再次，选取翠绿色着色剂，将样品置于选取的着色液中室温浸泡10min，水洗干燥。再次，封孔处理。最后，沸水中煮10min。

经过以上工序，制备的PBT碳纤维和铝合金复合测试片，粘接面积0.6cm²，推拉测试，PBT碳纤维复合片材与铝合金片的平均剪切强度达到31.5MPa。

实施例3

本实施例选0.75mm厚的3K斜纹编织碳纤维预浸料，含有三层碳纤维编织层，预浸料树脂为PA66，金属片材选一款锆基液态金属片，厚度为0.5mm。

与实施例2工艺不同之处在于，锆基液态金属片采用电化学腐蚀的方法，在表面形成多孔结构，锆基液态金属片作为阳极，电化学蚀刻的电压采用65V，持续时间为35min。制备的PA66碳纤维和锆基液态金属片复合测试片，粘接面积0.6cm²。

推拉测试，PA66碳纤维复合片材与锆基液态金属片的粘接平均剪切强度达到34.3MPa。

其他材料推拉测试，粘接强度如下表：

金属基材	碳纤维树脂基材	平均推拉剪切力(MPa)
			6系铝合金	PA66碳纤维预浸料	35
镁锂合金	PBT碳纤维预浸料	25.7
			钛合金TC4	PA66碳纤维预浸料	38.3
氧化锆陶瓷	PA66碳纤维预浸料	43.3

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种碳纤维金属复合材料，其特征在于，包括：

金属片材，所述金属片材的第一表面形成有多孔结构；

呈预设形状的碳纤维预浸料，所述碳纤维预浸料覆盖所述第一表面，通过热压使得部分碳纤维预浸料进入所述多孔结构内形成倒扣结构，并在所述金属片材和所述碳纤维预浸料之间形成粘接面。

2.根据权利要求1所述的碳纤维金属复合材料，其特征在于，

所述第一表面形成多孔结构的方式为化学腐蚀或电化学腐蚀。

3.根据权利要求1所述的碳纤维金属复合材料，其特征在于，

所述多孔结构包括纳米级和/或微米级孔隙。

4.根据权利要求1所述的碳纤维金属复合材料，其特征在于，

所述碳纤维预浸料采用热固性碳纤维复合材料或热塑性碳纤维预浸料。

5.根据权利要求4所述的碳纤维金属复合材料，其特征在于，

在所述碳纤维预浸料采用热固性碳纤维复合材料时，热固性碳纤维复合材料包括树脂，所述树脂的材质为环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、乙烯基树脂、氰酸树脂中的至少一种；

在所述碳纤维预浸料采用热塑性碳纤维复合材料时，热塑性碳纤维复合材料包括树脂，所述树脂的材质为聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚醚醚酮、聚苯硫醚中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的碳纤维金属复合材料，其特征在于，

所述金属片材的材质为不锈钢、铝合金、钛合金、镁合金、液态金属。

7.一种碳纤维金属复合材料的制备方法，其特征在于，用于制作如权利要求1至6任意一项所述的碳纤维金属复合材料，包括：

S101，对金属片材的第一表面进行处理，以形成多孔结构；

S102，将碳纤维预浸料与第一表面接触；

S103，将金属片材与碳纤维预浸料热压成型形成一体结构，所述碳纤维预浸料在所述多孔结构中形成倒扣结构。

8.根据权利要求7所述的碳纤维金属复合材料的制备方法，其特征在于，

所述碳纤维预浸料为热固性碳纤维预浸料或热塑性纤维预浸料；

在所述碳纤维预浸料为热固性碳纤维预浸料时，金属片材与呈预设形状的热固性碳纤维预浸料经过热压后一体成型；

在所述碳纤维预浸料为热塑性碳纤维预浸料时，先对热塑性碳纤维预浸料进行预热以使得热塑性碳纤维预浸料呈预设形状；然后，金属片材与呈预设形状的热塑性碳纤维预浸料经过热压后一体成型。

9.根据权利要求7所述的碳纤维金属复合材料的制备方法，其特征在于，还包括：

S104，对一体结构进行裁切。

10.根据权利要求7所述的碳纤维金属复合材料的制备方法，其特征在于，还包括：

S105，对金属片材的远离第一表面的第二表面进行处理，以获得具有金属外观效果的外观件。

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