CN110843285A - 一种具有多层结构的碳纤维复合结构件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有多层结构的碳纤维复合结构件，包括：第一金属层和第二金属层；形成在第一金属层和第二金属层之间的合金层和碳纤维层。合金层和碳纤维交替层叠设置。第一金属层和第二金属层分别具有超过合金层和碳纤维层的第一延伸部和第二延伸部，第一延伸部和第二延伸部固定连接能够方便与其它结构件连接。本发明通过低熔点的合金层将碳纤维层和外层高熔点的金属层连接在一起，合金层能够充分浸润碳纤维层。第一金属层和第二金属层可以通过点焊接等方式固定连接第一延伸部和第二延伸部，从而保证成型时合金层和碳纤维层位置固定。通过本发明制备的结构件强度高、质量轻，易于焊接，无传统金属基复合材料易老化，层间结合力低等问题。

Description

一种具有多层结构的碳纤维复合结构件及其制备方法
技术领域
本发明涉及了碳纤维复合材料领域和热成型领域，尤其涉及一种具有多层结构的碳纤维复合结构件以及其制备方法。
背景技术
现有技术中，单层或多层连续碳纤维增强环氧树脂的热模压技术提供了结构件的轻量化高强度解决方案。连续碳纤维增强树脂结构件虽然具有轻质高强的优点，但限于树脂热模压工艺中需要较长时间加热固化的特点，制造节拍偏低，制造成本偏高。同时树脂材料易老化，不耐磕碰，强度偏低。因此，在此基础上进行改进，将连续碳纤维增强树脂结构件与金属板结合，构成强度较大的复合结构件。并且，现有的单层钢板的热成型冲压技术提供了结构件的轻量化高强度解决方案。然而热冲压结构件的材质为钢铁，密度依然较大，因此无法与轻质材料具有同样的轻量化效果，并且抗拉强度虽然达到了1500MPa，但延伸率偏低，碰撞时吸能能力不强。另外，在结构件之间进行连接时，树脂材料几乎只有胶粘一种，同样有易老化问题。
因此在此基础上进行了改进，发明了金属基连续碳纤维结构。金属基连续碳纤维结构虽然有效了解决了树脂基碳纤维结构的以上不足，但现有技术中金属基连续碳纤维增强结构的制备方法不适合于制备薄壁结构件。另外，多层金属板与连续碳纤维布夹层结构虽然也有应用，但这种结构各层材料之间没有融合，属于各层单独承载，在结构件承载时连续碳纤维的高强度承载能力不易得到有效发挥。而专利CN 101057003A金属基碳纤维复合材料及其制造方法里面，介绍了一种金属基复合材料的方法，即将短碳纤维附着到片状或箔状的金属技撑体上，制成预成型体，然后在预成型体叠体，加热到熔融状态压接。通过此发明制备的金属基复合材料，解决了半导体的传热问题。但是由于采用短纤维制成的复合材料，通过加热到熔融温度，铝合金难以与碳纤维充分浸润，只能包裹在碳纤维束的周围，强度增加有限；另外，制备而成的金属基复合材料难以与其它结构件进行连接。各层之间难以充分浸润导致各层之间结合力低。另外熔融状态的金属本身不易传送，且容易变形，因此对热压辊或者模具的温度要求很高。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种具有多层结构的碳纤维复合结构件，该碳纤维复合结构件具有高强度、轻质量、更高延展率、更好的耐腐蚀性，并且具有与其他构件更方便的连接条件，从而使用效果更好，寿命更长。
该碳纤维复合结构件包括：
第一金属层；
位于所述第一金属层下方的第二金属层；
形成在所述第一金属层和所述第二金属层之间的中间单元；
所述中间单元包括交替层叠设置的合金层和碳纤维层；
位于所述中间单元中最上方的合金层与所述第一金属层固定连接；
位于所述中间单元中最下方的合金层与所述第二金属层固定连接；
所述第一金属层还具有用于覆盖所述中间单元的第一覆盖部和自所述第一覆盖部向外延伸的第一延伸部；
所述第二金属层还具有用于覆盖所述中间单元的第二覆盖部和自所述第二覆盖部向外延伸的第二延伸部；
所述第一延伸部与所述第二延伸部固定连接。
所述第一金属层和/或第二金属层的外表面具有第一涂层；所述第一金属层和/或所述第二金属层的内表面具有第二涂层。
进一步地，所述第一金属层和所述第二金属层的局部设置有装配板，所述装配板采用拼焊板或差厚板或补丁板，所述装配板用于改变所述第一金属层和所述第二金属层的厚度，从而方便连接第一延伸部和第二延伸部。
进一步地，所述第一涂层可以采用铝合金、锌合金、锰合金和镍合金，优选为锌合金和/或锰合金；所述第一涂层的厚度为1μm-100μm，优选为20μm，所述涂层可以增加抗氧化耐腐蚀性能。
进一步地，所述第二涂层可以采用铝合金、锌合金、锰合金和镍合金，优选为锌合金；所述第二涂层的厚度为1μm-40μm，优选为20μm，所述第二涂层可以增加抗氧化耐腐蚀性能。
进一步地，所述第一金属层和/或所述第二金属层的内表面经过粗糙化处理，所述表面粗糙化处理方式包括喷砂、拉丝、压花等方式，增加外层高熔点金属与内层低熔点金属的结合力。
进一步地，所述第一金属层和/或所述第二金属层可以为钢板或者钛合金板，厚度为0.1-2.0mm，优选为热冲压钢板22MnB5，厚度为0.3mm。
进一步地，所述碳纤维层是由0.1-0.5mm碳纤维丝束展纤成0.05-0.2mm碳纤维展纤丝束，将碳纤维展纤丝束真空加热去胶处理后，在碳纤维层的表面涂覆有第三涂层，所述第三涂层采用铜或镍或氧化铝，再由碳纤维展纤丝束织成网格间距3-10mm网格布。通过将原有碳纤维丝束进行展线变薄，碳纤维丝的密度变小，间距变大，加热后中间层低熔点合金液体能充分与碳纤维丝进行润湿、接触，增加材料强度。
本发明还一种具有多层结构的碳纤维复合结构件的制备方法，该制备方法具有更快的生产节拍，更低的制造成本。包括以下步骤：
分别将第一金属层、第二金属层、合金层和碳纤维层进行落料；
将所述第一金属层、所述第二金属层、所述合金层和所述碳纤维层如权利要求1的层叠形式排列成多层结构；
固定连接所述第一延伸部和所述第二延伸部，使得所述多层结构形成连接件；
对所述连接件先冲压再加热，或者先加热再冲压，使得所述连接件成形为成形件；
将所述成形件进行保压冷却；
对经过保压冷却后的所述成形件进行切边和冲孔，从而最终得到所述碳纤维复合结构件。
进一步地，所述碳纤维层是由碳纤维丝束织成碳纤维布制备而成，所述碳纤维层的表面涂覆有涂层，所述涂层采用铜、镍、氧化铝。
进一步地，加热环境为无氧环境，含氧量小于5％，优选为0.0002％。
进一步地，在保压冷却的步骤中，所述金属板的冷却速率大于30K/秒。
进一步地，固定连接所述第一延伸部和所述第二延伸部的方式可以为点焊，连续焊，密封焊或铆接；其中，所述密封焊可以采用叠焊或缝焊。
进一步地，固定连接所述第一延伸部和所述第二延伸部时可以采用将所述多层板压住以消除多层板之间的间隙。
进一步地，在进行切边及冲孔时，确保所述点焊的焊点不被切边和冲孔去除。
本发明的有益效果如下：
1、该碳纤维复合结构件的金属层具有第一延伸部和第二延伸部，并且第一延伸部和第二延伸部固定连接，可以有效地解决碳纤维复合材料常有的与其他结构件连接困难的问题。
2、第一金属层和/或第二金属层的外表面具有第一涂层、第一金属层和/或所述第二金属层的内表面具有第二涂层，第一涂层和第二涂层通过加热熔化，能够更加紧密地连接金属层和合金层，从而使中间单元加热熔化与金属层的扩散形成固溶体，实现了中间单元与外层的金属层的“焊合”。
3、在制备该碳纤维复合结构件的制备方法中，通过固定连接第一延伸部和第二延伸部，对中间单元的各层有固定作用，使得各层不易在成型过程中移动，改变位置。同时避免所述连接件在加热时各层之间产生间隙影响加热时热量由外层向内层材料传导。
4、在加热过程中选用无氧环境，避免了碳纤维的遇热氧化问题。在大气中进行保压冷却时，连续碳纤维层已经被合金层完全包裹浸润，避免了产生氧化问题。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中具有多层结构的碳纤维复合结构件的剖视图；
图2是本发明实施例中实施例1中的B柱坯料示意图；
图3是本发明实施例中实施例1中成型B柱的截面示意图；
图4是本发明实施例中实施例1中成型B柱与B柱内板焊接截面示意图。
以上附图的附图标记：第一金属层-11；第一覆盖部-110；第一延伸部-111；第二金属层-12；第二覆盖部-120；第二延伸部-121；合金层-13；碳纤维层-14。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。
为达到上述目的，本发明提供一种具有多层结构的碳纤维复合结构件，如图1所示。包括：第一金属层11；位于第一金属层11下方的第二金属层12。形成在第一金属层11和第二金属层12之间的中间单元；中间单元包括交替层叠设置的合金层13和碳纤维层14。根据产品的需要，中间单元的合金层13和碳纤维层14可以设置不同的层数。位于中间单元中最上方的合金层13与第一金属层11固定连接；位于中间单元中最下方的合金层13与第二金属层12固定连接。第一金属层11还具有用于覆盖中间单元的第一覆盖部110和自第一覆盖部110向外延伸的第一延伸部111；第二金属层12还具有用于覆盖中间单元的第二覆盖部120和自第二覆盖部120向外延伸的第二延伸部121；第一延伸部111与第二延伸部121固定连接。在本实施例中，第一延伸部111和第二延伸部121通过焊接的方式固定连接，在其它实施方式中，还可以通过点焊、连续焊、密封焊或铆接的方式固定连接。
在另一个优选的实施例中，第一金属层11和第二金属层12的局部设置有装配板，该装配板可以采用拼焊板或差厚板或补丁板，该装配板用于改变第一金属层11和第二金属层12的厚度，从而方便连接第一延伸部111和第二延伸部121。
在本发明中，外层的第一金属板和第二金属板相对于中间单元具有延伸出来的第一延伸部111和第二延伸部121，即提供了焊接的区域，并且焊接的区域是第一金属板和第二金属板之间直接接触，中间没有合金层13和碳纤维层14，从而能够与其他钢制结构件连接，可以有效地解决碳纤维复合材料常有的与其他结构件连接困难的问题。可参照图3和图4，该结构件的边缘区域为第一延伸部和第二延伸部焊接的部分，该焊接的部分能够与其它结构件连接，使得具有多层结构的碳纤维复合结构件在使用期间，中间的合金层13和碳纤维层14不受影响，从而不会损坏，使用寿命更长。
具体的，第一金属层11和/或第二金属层12可以为钢板或者钛合金板，厚度为0.1-2.0mm，优选为热冲压钢板22MnB5，厚度为0.3mm。
第一金属层11和/或第二金属层12的外表面具有第一涂层；第一金属层11和/或第二金属层12的内表面具有第二涂层。
第一涂层在第一金属层11和/或第二金属层12的外表面能够防腐蚀。第二涂层通过加热熔化，能够更加紧密地连接金属层和合金层13，从而使中间单元加热熔化与金属层的扩散形成固溶体，实现了中间单元与外层的金属层的“焊合”。
在一优选的实施例中，第一涂层可以采用铝合金、锌合金、锰合金和镍合金，优选为锌合金和/或锰合金。第一涂层的厚度为1μm-100μm，优选为20μm。
第二涂层可以采用铝合金、锌合金、锰合金和镍合金，优选为锌合金。第二涂层的厚度为1μm-40μm，优选为20μm。
优选的，第一金属层11和/或第二金属层12的内表面经过粗糙化处理，能够提高第一金属层11和/或第二金属层12与合金层13的结合力，使得连接更加紧密。
合金层13的熔点低于第一金属层11和第二金属层12的熔点，优选的，合金层13可以采用铝合金或镁合金。合金层13的厚度为0.01-1.0mm，优选为0.1mm。
采用低熔点的合金层13，能够使得在加热过程中被熔化，从而能够浸润碳纤维层14，使得碳纤维层14和第一金属层11、第二金属层12能够充分结合。
在另一具体实施例中，合金层13可以通过合金粉末的方式制备。材料的选择与厚度与上述采用合金板的方式相同。
具体的，碳纤维层14的厚度为0.01-0.5mm，优选的，为0.1-0.2mm。
优选的，碳纤维层14的表面涂覆有第三涂层，第三涂层可以采用铜、镍、氧化铝，优选为铜。碳纤维层14的表面的第三涂层能够使得碳纤维层14与合金层13之间更好地固溶。
优选的，碳纤维层14采用网格状的形式。各层合金层13之间经过碳纤维层14的网格状结构相互融合形成的固溶体，能够给有效地增强了各层之间的载荷传递能力。
本发明还包括一种制备方法，用于制备上述具有多层结构的碳纤维复合结构件。该制备方法包括以下步骤：
分别将第一金属层11、第二金属层12、合金层13和碳纤维层14进行落料；
将第一金属层11、第二金属层12、合金层13和碳纤维层14如上述层叠形式排列成多层结构；
固定连接第一延伸部111和第二延伸部121，使得多层结构形成连接件；
对连接件先冲压再加热，或者先加热再冲压，使得连接件成形为成形件；
将成形件进行保压冷却；
对经过保压冷却后的成形件进行切边和冲孔，从而最终得到碳纤维复合结构件。
具体的，碳纤维层14是是由0.1-0.5mm碳纤维丝束展纤成0.05-0.2mm碳纤维展纤丝束，将碳纤维展纤丝束真空加热去胶处理后，在碳纤维层的表面涂覆有第三涂层，所述第三涂层采用铜或镍或氧化铝，再由碳纤维展纤丝束织成网格间距3-10mm网格布。通纤维层14的表面涂覆有第三涂层，对碳纤维层14的表面涂覆第三涂层可以采用电镀、化学镀、喷涂、气相沉积和溶胶凝胶的方法。碳纤维层14表面具有第三涂层，能够增加合金层13与碳纤维层14之间的浸润程度，从而能够更好的固溶。
固定连接第一延伸部111和第二延伸部121时可以采用将多层板压住以消除多层板之间的间隙，从而使得在后续工序中结合更加紧密。固定连接第一延伸部111和第二延伸部121的方式可以为点焊，连续焊，密封焊或铆接；其中，密封焊可以采用叠焊或缝焊。
通过固定连接第一延伸部111和第二延伸部121，对中间单元的各层有固定作用，使得各层不易在成型过程中移动，改变位置。同时避免连接件在加热时各层之间产生间隙影响加热时热量由外层向内层材料传导。另外，在加热熔化过程中，可以实现在合金层13和碳纤维层14保持结构件的形状，并且经过直接或间接热成型，钢板形成马氏体组织具有很高的强度。同时外层钢板在结构件服役期间有效的避免了碳纤维层14在磕碰时受损。
加热温度高于合金层13的熔点并且低于第一金属层11和第二金属层12的熔点。在本实施例中可以为870-950℃。通过加热熔化，使得合金层13熔化从而能够完全浸润碳纤维层14，有效地增加了碳纤维层14与合金层13的接触面，形成结合力更高，强度更强的金属基连续碳纤维增强复合材料。同时，由于第一金属层11和第二金属层12的熔点高于加热温度，因此不会熔化，合金层13能够与其形成固溶体，实现了金属基连续碳纤维增强复合材料与金属层的焊合。
加热环境为无氧环境，含氧量小于5％，优选为0.0002％。在加热过程中选用无氧环境，避免了碳纤维的遇热氧化问题。在大气中进行保压冷却时，碳纤维层14已经被合金层13完全包裹浸润，避免了产生氧化问题。
在保压冷却的步骤中，压力为1-200Mpa，优选为10-100Mpa。金属板的冷却速率大于30K/秒。
在进行切边及冲孔时，确保点焊的焊点不被切边和冲孔去除。以保证该结构件能够借助于焊点与其他结构件的连接。
下面采用三个案例对本实施例作详细说明：
案例1
(1)首先将50K，6mm宽碳纤维丝束展开成25mm宽丝束并织成5mm大小、0.16mm厚的网格碳纤维布。
(2)将0.16mm厚的碳纤维布，0.3厚度的22MnB5钢板和0.1mm的锌板、0.1mm的2系铝铜合金板进行落料成B柱坯料，如图2所示。
(3)依次将0.3mm的22MnB5钢板、0.1mm锌板、0.16mm网格碳纤维布、0.1mm铝板、0.16mm网格碳纤维布、0.1mm锌板、0.3mm的22MnB5钢板叠加为一张多层结构，其中22MnB5钢板比网格碳纤维布宽度多出10mm，两层碳纤维布呈45°角摆放。
(4)然后将最外层22MnB5钢板边缘点焊连接在一起，形成连接件。
(5)将连接件进行冷冲压成形为B柱。
(6)将成形件加热至930℃。
(7)将加热达到一定温度的成形件迅速放入压机进行冲压，保压压力50Mpa，钢板冷却速率>30/℃。
(8)将从压机取出的成形件进行切边及冲孔。
案例2
(1)首先将12K，6mm宽碳纤维丝束展开成13mm宽丝束并织成10mm，0.2mm厚的大小的网格碳纤维布。
(2)将网格碳纤维布去胶后，在碳纤维布的碳丝表面电镀1μm铜。
(4)将0.2mm厚的碳纤维布，0.3mm厚度的22MnB5钢板热镀锌板和0.1mm的6061铝合金板进行落料成中央通道，其中22MnB5的镀锌板锌层厚度10μm，外表面的22MnB5钢板边缘较中间层的碳纤维布、铝板多出15mm。
(5)依次将0.3mm的22MnB5镀锌钢板、0.16mm网格碳纤维布、0.1mm铝合金板、0.16mm网格碳纤维布、0.3mm的22MnB5镀锌钢板叠加为一张多层结构。
(6)然后将一张多层结构的最外层上下两层的金属层的边缘密封焊接为连接件。(7)
将连接件加热至930℃。
(8)将加热达到温度的连接件迅速放入压机进行冲压成形为成形件，保压压力100Mpa，钢板冷却速率>30/℃。
(9)将从压机取出的成形件进行切边及冲孔。
案例3
(1)首先将12K，6mm宽碳纤维丝束展开成15mm宽丝束并织成5mm，0.1mm厚的大小的网格碳纤维布。
(2)将网格碳纤维布去胶后，在碳纤维布的碳丝表面电镀1μm铜。
(4)将0.2mm厚的碳纤维布，0.3mm厚度的22MnB5钢板热镀锌板进行落料成电池盒盖板，其中22MnB5的镀锌板锌层厚度10μm，外表面的22MnB5钢板边缘较中间层的碳纤维布、铝板多出15mm。
(5)依次将0.3mm的22MnB5镀锌钢板、0.16mm网格碳纤维布、0.1mm铝合金粉末层、0.16mm网格碳纤维布、0.3mm的22MnB5镀锌钢板叠加为一张多层结构。
(6)然后将一张多层结构的最外层上下两层金属层的边缘密封焊接为连接件。
(7)将连接件加热至930℃。
(8)将加热达到温度的连接件迅速放入压机进行冲压成形为成形件，保压压力100Mpa，钢板冷却速率>30/℃。
(9)将从压机取出的成形件进行切边及冲孔。
案例4
(1)首先将3K的碳纤维丝织成45°，0.16mm厚的网格碳纤维布。
(2)将碳纤维布的碳丝去胶后，在表面电镀1μm铜层。
(4)将0.16mm网格碳纤维布，0.5mm钛板和0.1mm纯铝板进行落料成飞机机身蒙皮,其中外表面的钛板边缘较中间层的碳纤维布、铝板多出20mm。
(5)依次将0.5mm的钛板、0.16mm网格碳纤维布、0.1mm铝合金板、0.16mm网格碳纤维布、将0.5mm的钛板叠加为一张多层结构。
(6)然后将一张多层结构的最外层上下两层金属层的边缘铆接为连接件。
(7)将连接件进行加热，加热至700℃。
(8)将加热达到700℃的连接件迅速放入压机进行压制成为预制平板。
(9)将预制平板继续在压机中进行保压冷却，保压压力在30Mpa。
(10)将从压机取出的预制平板进行冲压成形为成形件。
(11)将成形件进行切边及冲孔。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (17)

1.一种具有多层结构的碳纤维复合结构件，其特征在于，包括：
第一金属层；
位于所述第一金属层下方的第二金属层；
形成在所述第一金属层和所述第二金属层之间的中间单元；
所述中间单元包括交替层叠设置的合金层和碳纤维层；
位于所述中间单元中最上方的合金层与所述第一金属层固定连接；
位于所述中间单元中最下方的合金层与所述第二金属层固定连接；
所述第一金属层还具有用于覆盖所述中间单元的第一覆盖部和自所述第一覆盖部向外延伸的第一延伸部；
所述第二金属层还具有用于覆盖所述中间单元的第二覆盖部和自所述第二覆盖部向外延伸的第二延伸部；
所述第一延伸部与所述第二延伸部固定连接。
所述第一金属层和/或第二金属层的外表面具有第一涂层；所述第一金属层和/或所述第二金属层的内表面具有第二涂层。
2.根据权利要求1所述的具有多层结构的碳纤维复合结构件，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层的局部设置有装配板，所述装配板采用拼焊板或差厚板或补丁板，所述装配板用于改变所述第一金属层和所述第二金属层的厚度，从而方便连接第一延伸部和第二延伸部。
3.根据权利要求1所述的具有多层结构的碳纤维复合结构件，其特征在于，所述第一涂层和第二涂层可以采用铝合金、锌合金、锰合金和镍合金；所述第一涂层的厚度为1-100μm，所述第二涂层的厚度为1-40μm。
4.根据权利要求3所述的具有多层结构的碳纤维复合结构件，其特征在于，所述第一涂层和所述第二涂层的厚度为20μm。
5.根据权利要求1所述的具有多层结构的碳纤维复合结构件，其特征在于，所述第一金属层和/或所述第二金属层的内表面经过粗糙化处理，所述表面粗糙化处理方式包括喷砂、拉丝、压花方式。
6.根据权利要求1所述的具有多层结构的碳纤维复合结构件，其特征在于，所述第一金属层和/或所述第二金属层可以为钢板或者钛合金板，厚度为0.1-2.0mm。
7.根据权利要求6所述的具有多层结构的碳纤维复合结构件，其特征在于，所述第一金属层和/或所述第二金属层采用热冲压钢板22MnB5，厚度为0.3mm。
8.根据权利要求1所述的具有多层结构的碳纤维复合结构件，其特征在于，所述合金层的熔点低于所述第一金属层和所述第二金属层的熔点。
9.根据权利要求8所述的具有多层结构的碳纤维复合结构件，其特征在于，所述合金层可以采用铝合金或镁合金。
10.根据权利要求1所述的具有多层结构的碳纤维复合结构件，其特征在于，所述碳纤维层的厚度为0.05-0.2mm。
11.一种具有多层结构的碳纤维复合结构件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
分别将第一金属层、第二金属层、合金层和碳纤维层进行落料；
将所述第一金属层、所述第二金属层、所述合金层和所述碳纤维层如权利要求1的层叠形式排列成多层结构；
固定连接所述第一延伸部和所述第二延伸部，使得所述多层结构形成连接件；
对所述连接件先冲压再加热，或者先加热再冲压，使得所述连接件成形为成形件；
将所述成形件进行保压冷却；
对经过保压冷却后的所述成形件进行切边和冲孔，从而最终得到所述碳纤维复合结构件。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述碳纤维层是由0.1-0.5mm碳纤维丝束展纤成0.05-0.2mm碳纤维展纤丝束，将所述碳纤维展纤丝束真空加热去胶处理后，在碳纤维层的表面涂覆第三涂层，所述第三涂层采用铜或镍或氧化铝，再由所述碳纤维展纤丝束织成网格间距3-10mm网格布。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，加热环境为无氧环境，含氧量小于5％。
14.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在保压冷却的步骤中，所述金属板的冷却速率大于30K/秒。
15.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，固定连接所述第一延伸部和所述第二延伸部的方式可以为点焊，连续焊，密封焊或铆接；其中，所述密封焊可以采用叠焊或缝焊。
16.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，固定连接所述第一延伸部和所述第二延伸部时可以采用将所述多层结构压住以消除各层之间的间隙。
17.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在进行切边及冲孔时，确保所述点焊的焊点不被切边和冲孔去除。
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