CN105522788B - 一种纤维金属层合板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

为克服现有技术中纤维金属层合板内金属层与纤维布之间的结合力弱的问题，本发明提供了一种纤维金属层合板，包括依次层叠的金属层、树脂粘结层和纤维布；所述树脂粘结层和纤维布之间还具有短切纤维；所述短切纤维具有插设于所述纤维布内的第一局部和固定于所述树脂粘结层内的第二局部。同时，本发明还公开了上述纤维金属层合板的制备方法。本发明提供的纤维金属层合板内金属层与纤维布之间的结合力强。

Description

一种纤维金属层合板及其制备方法
技术领域
本发明属于纤维金属层合结构复合材料制造技术领域，尤其是涉及一种纤维金属层合板及其制备方法。
背景技术
铝合金材料具有较低密度和较高的强度和抗冲击性能，并且具有良好的可加工性成本也较为低廉。因此自从二十世纪三十年代初就被广泛应用于航空航天领域。然而铝合金材料具有一些局限性例如较低的疲劳寿命和抗腐蚀性能限制了其进一步的应用价值。而二十世纪四五十年代发明的玻璃纤维和碳纤维复合材料具有很高的比强度和比刚度，并且具有良好的疲劳特性和耐腐蚀性，然而这种层叠复合材料面外横向强度和抗冲击性能较差，并且层间结合面容易产生脱层。为了同时克服铝合金材料和纤维复合材料存在的一些缺点，在二十世纪七十年代末，由荷兰代尔夫特理工大学研制出了金属材料与纤维复合的纤维金属层合板材料，即纤维金属层合板。
纤维金属层合板是一类新型的混杂增强结构复合材料，国际上统称为FML(Fiber-Metal Laminate)层合板，其典型代表是铝合金-芳纶纤维叠层复合材料层合板，国际上称为ARALL(ARAamid-ALuminum Laminate)，以及铝合金-玻璃纤维叠层复合材料层合板，国际上称为GLARE(GLAss-Reinforce aluminum)。参考文献(Vogelesang,L.,Development of aNew Hybrid Material(ARALL)for AircraftStructure,Ind.Eng.Chem.Prod.Res.Dev.,1983,pp.492-496)和美国发明专利(US5039571，US5547735和US5219629)都详细研究了FML叠层复合材料层合板的制备方法，力学性能及优点和潜在的应用领域。目前，GLARE已大面积地应用在A380飞机的上机身壳体结构上，是A380飞机材料技术的一个显著的创新点。
纤维金属层合板结合了金属与纤维复合材料的优点，并克服了其大部分的缺点，是一种在航空航天、军事、汽车等高科技领域有巨大应用前景的结构材料。
虽然纤维金属层合板具有一系列优异的性能，但是其金属层与纤维布之间的结合力较弱。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的纤维金属层合板内金属层与纤维布之间的结合力弱的问题，提供一种纤维金属层合板。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种纤维金属层合板，包括依次层叠的金属层、树脂粘结层和纤维布；所述树脂粘结层和纤维布之间还具有短切纤维；所述短切纤维具有插设于所述纤维布内的第一局部和固定于所述树脂粘结层内的第二局部。
同时，本发明还提供了上述纤维金属层合板的制备方法，包括如下步骤：
S1、在纤维布表面分布短切纤维；
S2、对位于纤维布表面的短切纤维进行针刺处理，使短切纤维局部插入所述纤维布内；
S3、将表面插有短切纤维的纤维布在粘结树脂中进行预浸处理；
S4、将预浸处理后的纤维布与金属层层叠，使纤维布上具有短切纤维的表面朝向金属层；然后热压，将粘结树脂固化，并使纤维布和金属层结合为一体，得到所述纤维金属层合板。
本发明提供的纤维金属层合板中，纤维布与金属层通过树脂粘结层相互结合。同时，在树脂粘合层和纤维布之间设置短切纤维，并且该短切纤维的一端插入纤维布内，另一端位于树脂粘结层内，使纤维金属层合板内的金属层和纤维布之间具有优异的结合力。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的纤维金属层合板包括依次层叠的金属层、树脂粘结层和纤维布；所述树脂粘结层和纤维布之间还具有短切纤维；所述短切纤维具有插设于所述纤维布内的第一局部和固定于所述树脂粘结层内的第二局部。
本发明中，上述金属层的具体材质和结构可采用现有的各种，例如，所述金属层选自铝合金板、钛合金板、钢板中的一种。本发明中，优选采用常规的铝合金板。对于上述金属层的厚度，本发明中没有特殊限制，具体可以在较大范围内变动，本领域技术人员可根据实际情况进行调整，优选情况下，所述金属层的厚度为0.1-2mm。
根据本发明，为进一步提高纤维金属层合板中金属层和树脂粘结层之间的结合力，优选情况下，所述金属层朝向树脂粘结层的表面上具有微孔。对于金属层表面的微孔，优选情况系啊，其平均孔径为15-50μm，以使金属层和树脂粘结层之间的结合力更高。
本发明中，优选情况下，尤其是当上述金属层为铝合金板时，所述金属层朝向树脂粘结层的表面为阳极氧化层，所述阳极氧化层与树脂粘结层接触。如本领域所公知的，阳极氧化层(尤其是氧化铝阳极氧化层)为疏松多孔结构，可提供金属层和树脂粘结层之间更高的结合力，同时，通常，阳极氧化层(尤其是氧化铝阳极氧化层)为陶瓷质地，具有非常高的硬度，利于进一步提高金属层和树脂粘结层之间的结合力。
对于上述纤维布，本发明中没有特殊限制，其材质可以为常规的各种，例如，具体可以为玻璃纤维布、碳纤维布、芳纶纤维布中的一种或多种，也可以为上述玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种或多种形成的混纺布。
由于玻璃纤维布具有与金属更为相近的热膨胀系数，为更好的保证纤维金属层合板在不同环境下金属层和树脂粘结层之间的结合力，优选情况下，本发明中，上述纤维布为玻璃纤维布。
本发明中，对于上述纤维布的厚度没有特殊限制，具体可以在较大范围内变动，优选情况下，所述纤维布的厚度为0.1-2mm。
根据本发明，上述纤维金属层合板内的树脂粘结层用于将金属层和纤维布结合为一体。上述树脂粘结层具体可采用粘结树脂固化得到。树脂粘结层的具体材质可采用本领域常用的各种常规树脂，例如可以为丙烯酸树脂层、环氧树脂层、聚氨酯树脂层中的一种或多种，优选采用环氧树脂层。本发明中，优选情况下，所述树脂粘结层的厚度为0.1-2mm。
重要的是，本发明中，在上述树脂粘结层和纤维布之间还具有短切纤维。并且，所述短切纤维具有插设于所述纤维布内的第一局部和固定于所述树脂粘结层内的第二局部。即，上述短切纤维的局部插设于纤维布内，局部位于树脂粘结层内。并且，本发明中，上述插设于所述纤维布内的第一局部和固定于所述树脂粘结层内的第二局部相连。本领域技术人员可以理解的，由于制备工艺问题，不可避免的存在上述插设于所述纤维布内的局部和固定于所述树脂粘结层内的局部未直接相连的情况，然而，本发明中，可认为上述两个局部相连时才可认定为本发明中的第一局部和第二局部。
根据本发明，为有效的实现提高各层之间结合力的目的，对于上述短切纤维，优选情况下，其长度为6-30mm。
对于上述短切纤维，本发明中，优选采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种或多种。短切纤维的直径可以在较大范围内变动，优选情况下，所述短切纤维的截面直径10-30μm。
如本领域技术人员知晓的，纤维金属层合板的层数根据不同的实际情况可以相应增减。例如，常用的纤维金属层合板包括纤维布、两个所述金属层和两个所述树脂粘结层；所述两个树脂粘结层位于所述两个金属层之间，所述纤维布位于所述两个树脂粘结层之间。本发明中，当纤维金属层合板包括纤维布、两个所述金属层和两个所述树脂粘结层时，所述两个树脂粘结层和纤维布之间均具有所述短切纤维。
同时，本发明还提供了一种上述纤维金属层合板的制备方法，包括如下步骤：
S1、在纤维布表面分布短切纤维；
S2、采用针刺机对位于纤维布表面的短切纤维进行针刺处理，使短切纤维局部插入所述纤维布内；
S3、将表面插有短切纤维的纤维布在粘结树脂中进行预浸处理；
S4、将预浸处理后的纤维布与金属层层叠，使纤维布上具有短切纤维的表面朝向金属层；然后热压，将粘结树脂固化，并使纤维布和金属层结合为一体，得到所述纤维金属层合板。
本发明中采用的纤维布为本领域常规的纤维布，如前所述，例如，具体可以为玻璃纤维布、碳纤维布、芳纶纤维布中的一种或多种，也可以为上述玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种或多种形成的混纺布。
由于玻璃纤维布具有与金属更为相近的热膨胀系数，为更好的保证纤维金属层合板在不同环境下金属层和树脂粘结层之间的结合力，优选情况下，本发明中，上述纤维布为玻璃纤维布。
本发明中，对于上述纤维布的厚度没有特殊限制，具体可以在较大范围内变动，优选情况下，所述纤维布的厚度为0.1-2mm。
根据本发明，具体采用的短切纤维选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种或多种。优选情况下，短切纤维的长度为6-30mm，短切纤维的截面直径10-30μm，利于有效的提高纤维金属层合板内各层之间的结合力。
如所述步骤S1，需将短切纤维均匀的分散于纤维布表面，以便通过后续的针刺处理将短切纤维均匀的插入纤维布内。具体的，在纤维布表面分布短切纤维的方法可以为常规的各种，例如，可在空气中，将短切纤维均匀的分布于纤维布表面。本发明中，为使短切纤维更好的分散，优选情况下，将纤维布置于乙醇溶液中，在超声作用下加入所述短切纤维，待短切纤维沉积于纤维布表面后取出晾干。上述方法中，超声作用为现有技术中的常规方法，例如可采用5-50KHz进行处理。
在纤维布表面分散短切纤维时，短切纤维的量可根据实际情况进行调整，本发明中，优选情况下，相对于纤维布的面积，所述短切纤维的加入量0.1-1g/cm2。
根据本发明，在纤维布表面分散上述短切纤维后，需通过采用针刺机对位于纤维布表面的短切纤维进行针刺处理，使短切纤维局部插入所述纤维布内。本发明中，上述针刺处理的具体方法为：针刺密度为100-250针/cm2，针刺深度为0.1-0.5mm。
可以理解的，通过上述针刺处理后，部分短切纤维的局部被扎入纤维布内。同时，不可避免的存在部分短切纤维未被扎入的情况，此时，需将该部分未被扎入的短切纤维清除。所述去处多余短切纤维的方法可以为：采用0.1-1MPa的压缩空气吹扫纤维布表面。
根据本发明，当纤维布的两个表面均需与金属层结合时，可根据需要在纤维布的另一表面通过针刺处理插入短切纤维。具体为：在所述步骤S2之后还包括将纤维布翻转后，在纤维布的另一面上重复步骤S1和S2，得到两个表面上均插有短切纤维的纤维布。
通过上述处理在纤维布表面插入短切纤维后，如步骤S3所述，需对纤维布进行预浸处理，使纤维布表面附上粘结树脂。本发明中，上述预浸处理的具体方法可以为现有的，例如，将表面插有短切纤维的纤维布在粘结树脂中预浸10-60min。
本发明中，上述预浸处理时采用的粘结树脂可以为本领域常用的各种树脂溶液，例如所述的粘结树脂可以是丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种，优选采用环氧树脂。上述预浸处理后所采用的环氧树脂的具体配方可以为：环氧树脂100份，优选E-51型环氧树脂；聚砜树脂40-60份；双氰胺固化剂10-20份；三氯甲烷溶剂300-350份。
通过上述预浸处理后，将纤维布取出，即可在纤维布表面附上一层树脂层。对于上述树脂层，其厚度没有特殊限制，优选情况下，在纤维布表面形成厚度为0.1-2mm的树脂层。
此时，插设于纤维布表面的短切纤维位于纤维布以外的局部基本位于上述树脂层内，上述树脂层固化后，即可实现短切纤维的该第二局部在树脂粘结层内与树脂粘结层固定为一体。
当纤维布两个表面均插设有短切纤维时，经过上述预浸处理后，纤维布两个表面上的短切纤维均局部位于树脂层内。
根据本发明，如步骤S4，将预浸处理后的纤维布与金属层层叠。层叠时，需使纤维布上具有短切纤维的表面朝向金属层，层叠后纤维布表面的树脂层即与金属层接触。
对于上述金属层，可采用现有的常规金属层，例如可以选自铝合金板、钛合金板、钢板中的一种。其厚度可在较大范围内变动，优选情况下，所述金属层的厚度为0.1-2mm。
为进一步提高纤维金属层合板内各层之间的结合力，优选情况下，所述步骤S4中，包括先对金属层表面进行造孔处理，在金属层表面形成平均孔径为15-50μm的微孔，然后将金属层具有微孔的表面与纤维布进行贴合并进行热压。
本发明中，在上述金属层表面造孔的方法可以采用化学领域常用的各种方法，例如所述造孔处理的方法为化学蚀刻、激光造孔、电弧造孔或电化学氧化法中的一种。
优选情况下，尤其是当金属层为铝合金材质时，采用阳极氧化法对金属层进行造孔处理。上述阳极氧化方法为现有技术中所公知的，例如以金属层为铝合金材质为例，上述阳极氧化方法为：采用浓度为100-250g/L的H2SO4作为电解液，在20-30℃下，采用10-20V的电压处理10-30min。上述激光造孔方法为：采用脉冲式光纤激光器，波长为1.7μm。脉冲重复频率为1000-5000Hz，微孔间距设置0.01-0.2mm，扫描速度5000-12000mm/s，转孔时间10-30ms。
如前所述，当需制备具有两个金属层和两个树脂粘结层的限位金属层合板时，所述步骤S4中，包括将金属层、预浸处理后的纤维布、金属层依次层叠并热压。
根据本发明，最后需要通过热压将粘结树脂固化，并使纤维布和金属层结合为一体。
具体热压方法为本领域所常用的，优选情况下，所述热压方法为：在140-200℃、0.1-20MPa压力下热压10-30min，然后冷却后卸压。
通过上述方法即可制备得到本发明提供的纤维金属层合板
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的纤维金属层合板及其制备方法。
纤维布选用厚度为0.4mm的玻璃纤维布(200mm×200mm)。金属层材质选用铝合金6061，金属层厚度为0.4mm。
短切纤维采用截面直径为14μm，长度为15mm的玻璃纤维。
将纤维布平铺于盛有乙醇的溶液中，在25KHz超声作用下均匀加入100g短切纤维，待短切纤维沉积于纤维布表面后取出晾干。
在针刺机上对表面分布有短切纤维的纤维布进行针刺处理，针刺密度为200针/cm2，针刺深度为0.3mm。
然后采用0.2MPa的压缩空气将多余的短切纤维除去。
将表面插有短切纤维的纤维布浸入环氧树脂溶液(包括E-51型环氧树脂100份，聚砜树脂50份，双氰胺固化剂12份，三氯甲烷溶剂320份)中30min，在纤维布表面形成0.2mm厚的树脂层。
并将金属层在浓度为200g/L的H2SO4电解液中，25℃下在采用15V的电压处理22min，在金属层表面形成阳极氧化膜，阳极氧化膜表面具有平均孔径为15-50μm的微孔。
再将金属层、纤维布、金属层依次层叠，并且金属层表面的阳极氧化膜与纤维布表面的树脂层贴合。然后在165℃下，以2MPa的压力热压20min。然后冷却、卸压。
得到纤维金属层合板S1。
实施例2
本实施例用于说明本发明公开的纤维金属层合板及其制备方法。
采用实施例1的方法制备纤维金属层合板。不同的是：
金属层厚度为0.2mm。
将金属层、纤维布、金属层、纤维布、金属层依次层叠，并且金属层表面的阳极氧化膜与纤维布表面的树脂层贴合。
得到纤维金属层合板S2。
实施例3
本实施例用于说明本发明公开的纤维金属层合板及其制备方法。
采用实施例1的方法制备纤维金属层合板。不同的是：
采用激光微孔处理代替阳极氧化处理，激光微孔处理方法为：采用脉冲式光纤激光器，波长1.7μm。脉冲重复频率为2200Hz，微孔间距设置为0.05mm，扫描速度为10000mm/s，转孔时间为12ms。
得到纤维金属层合板S3。
实施例4
本实施例用于说明本发明公开的纤维金属层合板及其制备方法。
纤维布选用厚度为1.8mm的碳纤维布(200mm×200mm)。金属层材质选用铝合金6061，金属层厚度为1.2mm。
短切纤维采用截面直径为26μm，长度为6mm的玻璃纤维。
将纤维布平铺于盛有乙醇的溶液中，在25KHz超声作用下均匀加入100g短切纤维，待短切纤维沉积于纤维布表面后取出晾干。
在针刺机上对表面分布有短切纤维的纤维布进行针刺处理，针刺密度为120针/cm2，针刺深度为0.5mm。
然后采用0.2MPa的压缩空气将多余的短切纤维除去。
将表面插有短切纤维的纤维布浸入环氧树脂溶液(包括E-51型环氧树脂100份，聚砜树脂50份，双氰胺固化剂12份，三氯甲烷溶剂320份)中30min，在纤维布表面形成1.8mm厚的树脂层。
并将金属层在浓度为200g/L的H2SO4电解液中，25℃下在采用15V的电压处理22min，在金属层表面形成阳极氧化膜，阳极氧化膜表面具有平均孔径为15-50μm的微孔。
再将金属层、纤维布、金属层依次层叠，并且金属层表面的阳极氧化膜与纤维布表面的树脂层贴合。然后在165℃下，以2MPa的压力热压20min。然后冷却、卸压。
得到纤维金属层合板S4。
实施例5
本实施例用于说明本发明公开的纤维金属层合板及其制备方法。
纤维布选用厚度为0.1mm的芳纶纤维布(200mm×200mm)。金属层材质选用钛合金，金属层厚度为2mm。
短切纤维采用截面直径为20μm，长度为30mm的碳纤维。
将纤维布平铺于盛有乙醇的溶液中，在30KHz超声作用下均匀加入120g短切纤维，待短切纤维沉积于纤维布表面后取出晾干。
在针刺机上对表面分布有短切纤维的纤维布进行针刺处理，针刺密度为240针/cm2，针刺深度为0.1mm。
然后采用0.2MPa的压缩空气将多余的短切纤维除去。
将表面插有短切纤维的纤维布浸入环氧树脂溶液(包括E-51型环氧树脂100份，聚砜树脂50份，双氰胺固化剂12份，三氯甲烷溶剂320份)中30min，在纤维布表面形成1mm厚的树脂层。
采用激光微孔处理在金属层表面造孔，激光微孔处理方法为：采用脉冲式光纤激光器，波长1.7μm。脉冲重复频率为2200Hz，微孔间距设置为0.05mm，扫描速度为10000mm/s，转孔时间为12ms。在金属层表面形成平均孔径为15-50μm的微孔。
再将金属层、纤维布、金属层依次层叠，并且金属层表面的阳极氧化膜与纤维布表面的树脂层贴合。然后在165℃下，以2MPa的压力热压20min。然后冷却、卸压。
得到纤维金属层合板S5。
对比例1
本对比例用于对比说明本发明公开的纤维金属层合板及其制备方法。
选取材料和实施例1相同，未插设短切纤维，按实施例1的方法直接对纤维布进行预浸，对铝合金进行微孔处理，热压层合。
性能测试
对上述实施例和对比例制备得到的纤维金属层合板进行如下性能测试：
1、拉伸强度测试
按照GB/T 228.1-2010的标准进行拉伸强度测试；
2、弯曲强度测试
按照YB/T 5349-2006的标准进行弯曲强度测试。
得到的测试结果填入表1。
表1
样品 拉伸强度(MPa) 弯曲强度(MPa)
S1 625 920
S2 642 931
S3 631 921
S4 639 952
S5 612 935
D1 530 760
从表1的测试结果可以看出，相比于现有的纤维金属层合板，本发明提供的纤维金属层合板的拉伸强度和弯曲强度明显提高，即本发明提供的纤维金属层合板内各层之间的结合力得到了显著提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种纤维金属层合板，其特征在于，包括依次层叠的金属层、树脂粘结层和纤维布；所述树脂粘结层和纤维布之间还具有短切纤维；所述短切纤维具有插设于所述纤维布内的第一局部和固定于所述树脂粘结层内的第二局部，所述纤维布的厚度为0.4-2mm，所述短切纤维通过针刺插入纤维布中，其针刺深度为0.1-0.3mm，纤维布上具有短切纤维的表面朝向金属层，所述金属层朝向所述树脂粘接层的表面具有微孔。
2.根据权利要求1所述的纤维金属层合板，其特征在于，所述短切纤维选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的纤维金属层合板，其特征在于，所述短切纤维长度为6-30mm，所述短切纤维的截面直径10-30μm。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的纤维金属层合板，其特征在于，所述金属层选自铝合金板、钛合金板、钢板中的一种，所述金属层的厚度为0.1-2mm。
5.根据权利要求4所述的纤维金属层合板，其特征在于，所述微孔的平均孔径为15-50μm。
6.根据权利要求5所述的纤维金属层合板，其特征在于，所述金属层朝向树脂粘结层的表面为阳极氧化层，所述阳极氧化层与树脂粘结层接触。
7.根据权利要求1所述的纤维金属层合板，其特征在于，所述纤维布为玻璃纤维布、碳纤维布、芳纶纤维布中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的纤维金属层合板，其特征在于，树脂粘结层选自丙烯酸树脂层、环氧树脂层、聚氨酯树脂层中的一种或多种，所述树脂粘结层的厚度为0.1-2mm。
9.根据权利要求1-3、5-8中任意一项所述的纤维金属层合板，其特征在于，所述纤维金属层合板包括纤维布、两个所述金属层和两个所述树脂粘结层；所述两个树脂粘结层位于所述两个金属层之间，所述纤维布位于所述两个树脂粘结层之间；所述两个树脂粘结层和纤维布之间均具有所述短切纤维。
10.如权利要求1所述的纤维金属层合板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在纤维布表面分布短切纤维；S2、对位于纤维布表面的短切纤维进行针刺处理，使短切纤维局部插入所述纤维布内；S3、将表面插有短切纤维的纤维布在粘结树脂中进行预浸处理；S4、先对金属层表面进行造孔处理，将预浸处理后的纤维布与金属层层叠，使纤维布上具有短切纤维的表面朝向金属层；然后热压，将粘结树脂固化，并使纤维布和金属层结合为一体，得到所述纤维金属层合板。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述短切纤维选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种或多种；所述短切纤维的截面直径10-30μm，所述短切纤维长度为6-30mm。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述纤维布为玻璃纤维布、碳纤维布、芳纶纤维布中的一种或多种，所述纤维布的厚度为0.1-2mm。
13.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，在纤维布表面分布短切纤维的方法为：将纤维布置于乙醇溶液中，在超声作用下加入所述短切纤维，待短切纤维沉积于纤维布表面后取出晾干。
14.根据权利要求10-13中任意一项所述的制备方法，其特征在于，相对于纤维布的面积，所述短切纤维的加入量为0.1-1g/cm2。
15.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述针刺处理的方法为：针刺密度为100-250针/cm2，针刺深度为0.1-0.3mm。
16.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2之后还包括将纤维布翻转后，在纤维布的另一面上重复步骤S1和S2，得到两个表面上均插有短切纤维的纤维布。
17.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，预浸处理的方法为：将表面插有短切纤维的纤维布在粘结树脂中预浸10-60min，然后取出，在纤维布表面形成厚度为0.1-2mm的树脂层。
18.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述金属层选自铝合金板、钛合金板、钢板中的一种，所述金属层的厚度为0.1-2mm。
19.根据权利要求10-13、15-18中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，包括在金属层表面形成平均孔径为15-50μm的微孔，然后将金属层具有微孔的表面与纤维布进行贴合并进行热压。
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述造孔处理的方法为化学蚀刻、激光造孔、电弧造孔或电化学氧化法中的一种。
21.根据权利要求10-13、15-18、20中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，包括将金属层、预浸处理后的纤维布、金属层依次层叠并热压。
22.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述热压方法为：在140-200℃、0.1-20MPa压力下热压10-30min，然后冷却后卸压。
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