CN113545560A - 一种基于碳纤维板的鞋底及其生产方法 - Google Patents

一种基于碳纤维板的鞋底及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于碳纤维板的鞋底及其生产方法，在碳纤维板中加入了非晶合金，解决了现有碳纤维聚合物基复合材料鞋底弹性不足，气垫鞋底使用寿命不长的特点。利用小尺寸非晶合金的高弹性，将运动员在运动过程中脚部形变产生的弹性势能进行储存和释放，减少运动员的体能损耗，提升比赛成绩；利用小尺寸非晶合金的高塑性，降低碳纤维板的脆断风险，延长鞋底的使用寿命；由于非晶合金具有高的弹性储能及塑性，只需要添加少量非晶合金就能达到理想的效果，并不会过多增加鞋的质量，具有一定的优势。

Description

一种基于碳纤维板的鞋底及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种非晶合金鞋底，具体是一种基于碳纤维板的鞋底及其生产方法。
背景技术
碳纤维聚合物基复合材料是一种新型材料，具有比强度高、比刚度大、耐腐蚀、抗震、抗冲击性能好等优点，这些年引起了极大地关注并且广泛应用于人类的生活之中。碳纤维聚合物基复合材料作为运动鞋鞋底的支撑材料，可以在达到轻量化的同时保证抗扭强度，防止鞋底主体部分过分扭转使运动员脚踝过度内旋或外旋，造成身体损伤。同时在运动员踩踏地面时，通过碳纤维聚合物基复合材料本身的特性产生回弹力，增加鞋底弹性，达到吸震缓冲的效果。
碳纤维聚合物基复合材料作为运动鞋底材料虽然具有上述各种优点，但还有些地方可以进行改进。在碳纤维聚合物基复合材料的基础上增加部分高弹性高韧性非晶合金材料，可以增加运动员奔跑时鞋底弯曲的回弹力，利用这种弹力可以减少运动员身体能量的消耗。结合碳纤维聚合物基复合材料材料本身的优势，可以进一步提升运动员的成绩。还可以改善碳纤维聚合物基复合材料的层间脆性，提高复合材料的断裂韧性，防止鞋底的复合材料板材脆断。
现有的碳纤维聚合物基复合材料鞋底材料采用全掌支撑或足弓支撑，利用碳纤维聚合物基复合材料质量轻、比强度高、比刚度大的性质，防止鞋底主体部分过分扭转使运动员脚踝过度内旋或外旋，造成身体损伤。同时在运动员踩踏地面时，通过碳纤维聚合物基复合材料本身的特性产生的回弹力，增加鞋底弹性，达到吸震缓冲的效果。为了增加鞋底弹性，部分运动鞋在碳纤维聚合物基复合材料的基础上增加了高弹性高分子材料的气垫，可以增加鞋底弹力。但是高分子材料气垫的强度不高，易在高强度运动中发生损坏，缩短运动鞋寿命。
现有关于碳纤维聚合物基复合材料鞋底的技术存在的缺点有：
①现有相关发明一部分单独使用了碳纤维聚合物基复合材料作为中底，利用了碳纤维聚合物基复合材料本身具有的弹性达到缓震效果。但是碳纤维聚合物基复合材料的比刚度大，不易发生变形。在运动过程中，由于鞋底弯曲变形能力不足，会降低脚部舒适感；同时形变较小也不利于鞋底弹性势能的储存和释放。在运动员高速奔跑时，鞋底不免会发生较大形变，碳纤维聚合物基复合材料材料易在某些脆弱部分发生应力集中，发生断裂。
②为了提高弹性和舒适感，一些研究人员在碳纤维聚合物基复合材料中底的基础上加装了高弹性高分子气垫材料。虽然这样可以一定程度上改善单一碳纤维聚合物基复合材料中底的穿着效果，但是高分子材料强度低，易老化的特点造成鞋体寿命不长。如果气垫受到破坏，则运动鞋的整体弹性和舒适感将大大降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于碳纤维板的鞋底及其生产方法，将非晶合金和碳纤维聚合物基复合材料的优势相结合，利用非晶合金的高强度、高韧性来增强碳纤维聚合物基复合材料的强度、层间韧性及抗冲击能力，一定程度上延长运动鞋的使用效果及寿命。利用非晶合金的高弹性来增强碳纤维聚合物基复合材料的弹性，提升穿着舒适程度和运动效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于碳纤维板的鞋底生产方法，包括如下步骤：
步骤1：对碳纤维预浸布进行铺层，在中间层上贴上一定量表面处理后均匀涂覆碳纳米管浆液(石墨烯浆液、热塑性树脂)的非晶合金条状材料，非晶合金延伸出碳布5-20mm，再进行碳纤维预浸布的铺层至设计层数，得到复合材料；
步骤2：把步骤1获得的复合材料根据鞋底形状进行裁剪；
步骤3：裁剪后的复合材料放入成型模具内，在110-220℃的加热条件下固化成型，待冷却后，取出模具内已成型的鞋底，加入到鞋体和外底之间。
作为本发明进一步的方案，所述步骤1中非晶合金条的制备过程如下：
将纯度为99.99％的纯金属单质在电弧炉中惰性气体惰性气氛保护下进行反复熔炼4-8次，熔炼前进行抽真空、充惰性气体步骤，保证样品在熔炼过程中不会被氧化，将熔炼后成分均匀的合金锭，在惰性气体保护的条件下采用急冷法制备成长10-100m，宽0.1-2cm，厚0.001-0.3cm的非晶合金条带；采用熔体抽拉法、玻璃包覆法制备出直径为10μm-500μm的非晶合金丝。
作为本发明进一步的方案，所述步骤1中非晶合金条状材料的表面处理过程如下：采用不同型号的砂纸对非晶合金丝表面进行机械打磨处理，以获得不同的表面粗糙度，将打磨后的非晶合金修剪成长2-20cm，宽0.1-2cm，厚0.001-0.3cm样品，在无水乙醇溶液种进行超声清洗。
作为本发明进一步的方案，所述机械打磨的方式为：将非晶合金夹在两张砂纸间，砂纸用重物压实，将非晶合金在两张砂纸间均匀来回抽动5-10次。
作为本发明进一步的方案，本发明还提供一种基于碳纤维板的鞋底，采用上述方法制成，在所述鞋底上，设置多个非晶合金条。
作为本发明进一步的方案，在所述碳纤维板制成的鞋底上，根据弹性需要确定加装的非晶合金条数量，数量和位置可根据性能需要进行调整，或将碳纤维板加工成半掌、全掌或局部结构，与非晶合金结合之后构成的碳纤维复合材料加在鞋底不同的位置。
作为本发明进一步的方案，所述非晶合金加在运动鞋底的前脚掌、足弓、后脚掌、脚边缘位置，在前脚掌中间或边缘处加含1-5根非晶合金条的碳纤维板；在足弓或后脚掌加含1-5根非晶合金条的碳纤维板；在脚踝部位加含1-3根非晶合金条的碳纤维板。
所述碳纤维复合材料的复合支撑结构为Y字型、或X字型、或编织网平板型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在碳纤维板中加入了非晶合金片(带、丝等)，解决了现有碳纤维聚合物基复合材料鞋底弹性不足，韧性差、气垫鞋底使用寿命不长的特点。利用小尺寸非晶合金片(带、丝)的高弹性，将运动员在运动过程中脚部形变产生的弹性势能进行储存和释放，减少运动员的体能损耗，提升比赛成绩；利用小尺寸非晶合金片(带、丝)的高塑性，降低碳纤维板的脆断风险，延长鞋底的使用寿命。由于非晶合金片(带、丝)具有高的弹性储能及塑性，只需要添加少量非晶合金就能达到理想的效果，并不会过多增加鞋的质量，具有一定的优势。
附图说明
图1为本发明中非晶合金/碳纤维板加在运动鞋底的前脚掌的示意图。
图2为本发明中非晶合金/碳纤维板加在运动鞋底的前脚掌、脚边缘的示意图。
图3为本发明中非晶合金/碳纤维板加在运动鞋底的前脚掌、足弓、后脚掌、脚边缘示的意图。
图4为本发明中非晶合金/碳纤维板加在运动鞋底的前脚掌的示意图。
图5为本发明中非晶合金/碳纤维板加在运动鞋底的足弓的示意图。
图6为本发明中非晶合金/碳纤维板加在运动鞋底的后脚掌的示意图。
图7为本发明中非晶合金/碳纤维板加在运动鞋底的脚踝部位的示意图。
图8-12为本发明中非晶合金分别放置于Y型碳纤维板不同位置的示意图。
图13-14本发明中非晶合金分别顺从碳纤维聚合物基复合材料编织的纹理编织成网放置于碳纤维板不同位置的示意图。
图中：1-鞋底、2-非晶合金、3-碳纤维板。
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。
本发明设计的高弹性高韧性非晶合金/碳纤维板，是以碳纤维聚合物基复合材料和非晶合金片(带、丝等)作为原料，将非晶合金片(带、丝等)夹在两层碳纤维预浸布之间，利用小尺寸非晶合金的高弹性高韧性，在少量增加重量的前提下，提升鞋底在发生形变时的回弹效果，节省运动员体能以提升成绩，并提高碳纤维聚合物基复合材料的断裂韧性。
上述原材料非晶合金片(带、丝等)可为锆基非晶合金片(带、丝等)、钴基非晶合金片(带、丝等)、铁基非晶合金片(带、丝等)、钛基非晶合金片(带、丝等)或镍基非晶合金片(带、丝等)。
进一步的，所述锆基非晶合金片(带、丝)的通式为Zra1(Cu1-xNix)a2A1a3M1a4，其中38≤al≤70，20≤a2≤50，5≤a3≤15，0≤a4≤5，且al+a2+a3+a4＝100；其中0≤x<1；其中M1为Fe、Ag、Co、Mn、Cr、Ti、Hf、Ta、Nb、C及稀土元素中的一种或至少两种元素的组合。
进一步的，所述钛基非晶合金片(带、丝)的通式为Tib1Cub2Nib3M2b4,其中，35≤b1≤53，9≤b2≤55，0≤b3≤24，3≤b4≤18，且b1+b2+b3+b4＝100；其中M2为Sn、Zr、Be、B和A1中的一种或至少两种元素的组合。
进一步的，所述镍基非晶合金片(带、丝)的通式为Nic1(Zr1-y-z-rTiyNbzTar)c2M3c3，其中50≤cl≤70，20≤c2≤50，0≤c3≤30，且c1+c2+c3＝100；其中0≤y≤25≤z≤36、0≤r≤34；其中M3为Pd、Si、Sn、Nb、P、B、Hf、Co、Cu、Mo、Cr、A1中的一种或至少两种元素的组合。
进一步的，所述钴基非晶合金片(带、丝)的通式为Cod1Fed2Bd3Sid4Nbd5M4d6，其中60≤d1≤70，2≤d2≤10，15≤d3≤25，3≤d4≤6，2≤d5≤6，0≤d6≤10，且d1+d2+d3+d4+d5+d6＝100；其中M4为Ni、Cr、Mn和Mo中的一种或至少两种元素的组合。
进一步的，所述铁基非晶合金片(带、丝)的通式为Fee1Be2Ye3Nbe4Tie5M5e6，其中65≤e1≤75，15≤e2≤25，0≤e3≤5，0≤e4≤5，0≤e5≤5，0≤e6≤10且e1+e2+e3+e4+e5+e6＝100；其中M5为Ni、Co、Cr、Mn和Mo中的一种或至少两种元素的组合。
当然，本发明所用非晶合金片(带、丝等)包括但不限于这几类，可以根据实际需求选用所需要成分和尺寸的非晶合金片(带、丝等)作为原材料，使复合材料的制备更加灵活简便。
本发明可根据不同成分和尺寸的非晶合金片(带、丝等)控制模具的旋转速度以达到所需要的要求。
将上述成分纯度为99.99％的纯金属单质在电弧炉中惰性气体惰性气氛保护下进行反复熔炼4-8次。熔炼前进行抽真空，充惰性气体步骤，保证样品在熔炼过程中不会被氧化，导致性能的下降。
将熔炼后成分均匀的合金锭，在惰性气体保护的条件下采用急冷法，制备成长10-100m，宽0.1-2cm，厚0.001-0.3cm的非晶合金条、带；采用熔体抽拉法、玻璃包覆法制备出直径为10μm-500μm的非晶合金丝。
本发明所述非晶合金表面经一定方式表面处理实现其与碳纤维聚合物基复合材料良好的界面结合，并大幅提升复合材料的层间韧性和其它力学性能。表面处理方案如下：
采用不同型号的砂纸(50#-2000#)对非晶合金片(带、丝等)表面进行机械打磨处理，以获得不同的表面粗糙度，提升非晶合金与基体的机械啮合效应。打磨方式为：将非晶合金片(带、丝等)夹在两张砂纸间，砂纸用重物压实，将非晶合金片(带、丝等)在两张砂纸间均匀来回抽动5-10次。
将打磨后的非晶合金片(带、丝等)修剪成长2-20cm，宽0.1-2cm，厚0.001-0.3cm样品，利用无水乙醇溶液进行超声清洗。打磨处理的非晶合金片(带、丝等)与树脂基体的脱粘力提高15％以上。
为了更进一步增强非晶合金片(带、丝等)与树脂基体的结合情况，可采用如下几种方法进一步表面处理：
①使用硅烷偶联剂进行表面处理，改善非晶合金片(带、丝等)与树脂基体的结合情况。利用硅烷偶联剂进行表面改性后，使用去离子水将碳纳米管(CNTs)稀释，在非晶合金片(带、丝等)表面均匀涂覆浓度为1％-20％、比表面积为50-2000m2/g的水性碳纳米管浆液。经涂覆后的非晶合金片(带、丝等)与树脂基体结合更加紧密，板材的回弹能力提高5％-20％，层间韧性增加20％-200％，抗冲击性能提高20％-60％。采用高强度的非晶合金来增强，可获得2％-8％的强度提升。
②使用石墨烯对非晶合金进行处理。首先对脱落的石墨烯纳米片进行处理，使团聚破碎，形成石墨烯。制备按重量计约2％-10％的石墨烯混合在某种有机溶剂中。使用机械搅拌装置和超声仪将溶液混合均匀。将有机溶剂和石墨烯的混合物搅拌10-50分钟，然后超声处理1-5小时。将含有处理好的有机混合溶液刷到裁剪后非晶合金上，直到其均匀分布。将涂覆的织物放置在通风橱下，直到有机溶剂被蒸发。
③使用热塑性树脂颗粒进行处理。在非晶合金表面涂覆具有热塑性树脂颗粒的浆液，随后加入到两层碳纤维预浸布之间，一起干燥，固化。使用热塑性树脂颗粒表面处理后，会提高非晶合金与环氧树脂基体的结合力，形成良好的界面结合。使用热塑性树脂颗粒增强主要是利用桥联裂纹机制，热塑性聚合物发生形变并桥联裂纹，抑制裂纹发展，增大碳纤维板的韧性。
选择1-10个处理过后的非晶合金片(带、丝等)夹在碳纤维预浸布层间，在热压条件下实现非晶合金片(带、丝等)与基体的紧密结合，最后固化成型。
请参阅图1-6，在所述鞋底1上，根据弹性需要确定加装的非晶合金2数量，或将碳纤维板3加工成半掌、全掌或局部结构，与非晶合金2结合之后构成的碳纤维复合材料加在鞋底1不同的位置。所述非晶合金2加在运动鞋底的前脚掌、足弓、后脚掌、脚边缘位置。在所述鞋底1前脚掌中间或边缘处加含1-5根非晶合金2的碳纤维板；在所述鞋底1足弓或后脚掌加含1-5根非晶合金2的碳纤维板；在所述鞋底1脚踝部位加含1-3根非晶合金2的碳纤维板。
根据研究表明，运动员在奔跑过程中，正确的运动方式为前脚掌着地发力，这样的奔跑方式可以减轻地面对人体的反作用力，减低运动损伤，延长运动员职业生涯。这种运动方式下，前脚掌产生的形变较大，特别是在拓球部，所以本发明在应用在运动鞋中时，跟篮球鞋的结构会有一些区别。
本发明中制备的非晶合金/碳纤维板加在运动鞋底的前脚掌、足弓、后脚掌、脚边缘等在运动过程中发生形变较大的部位，利用奔跑过程中发生的弹性形变以及非晶合金的储能释放过程，充分发挥其高弹性。本发明添加非晶合金的尺寸较小，数量较少，增加鞋体重量不到5％，同时也更有利于非晶合金的高弹性特性的利用。
采用优化工艺制备的非晶合金/碳纤维板，非晶合金、碳纤维及树脂基体三者之间存在协同效应。非晶合金的加入改变了原有碳纤维聚合物基复合材料的内部结构及应力分布，利用非晶合金片(带、丝等)的高弹性可以增强碳纤维聚合物基复合材料的回弹能力；利用非晶合金片(带、丝等)的高强度可以进一步增强碳纤维聚合物基复合材料的强度；利用非晶合金片(带、丝等)的高韧性可以增强碳纤维聚合物基复合材料的层间韧性及抗冲击能力。在保证良好界面的前提下，非晶合金能有效分担碳纤维所承担的载荷，当载荷传递给非晶合金的时候，非晶合金能通过剪切变形来释放能量，从而大幅提高韧性。反过来，非晶合金通过变形改变界面的应力分布，减缓碳纤维周边的应力集中程度，提高碳纤维聚合物基复合材料的使用寿命。
碳纤维的弹性模量大约200GPa，而树脂基体的弹性模量只有2-6GPa，因此在反复受载时，碳纤维和树脂之间的界面的结合往往会萌生裂纹，结合强度降低。而非晶合金的弹性模量约为70GPa，远低于碳纤维，能与树脂基体有更好的结合。因此，非晶合金的加入有助于在碳纤维和树脂基体之间建立缓冲层，加强界面在反复加载时的结合能力。
采用优化工艺制备的非晶合金/碳纤维混杂增韧聚合物复合材料板材，通过对非晶合金的优化工艺处理，当加入位置为鞋底变形较严重区域，如前脚掌拓球部等，板材回弹能力可以提高5％-20％，大幅提升鞋底的弹性；即使加入位置为变形量较小的区域，如足弓、后脚掌等，回弹能力也可以提高5％以上，提高穿着舒适感。
此外，适量加入经过表面处理的非晶合金片(带、丝等)可以使复合材料层间韧性增加20％-200％，抗冲击性能提高20％-60％。采用高强度的非晶合金来增强，可获得强度2％-8％的强度提升。
非晶合金/碳纤维混杂增韧聚合物复合材料板材加在运动鞋底的前脚掌、足弓、后脚掌、脚边缘等位置，利用其弹性减少运动员的体力消耗。如在前脚掌中间或边缘处加含1-5根非晶合金片(带、丝等)的碳纤维板，增加前脚掌变形发力时的回弹力；在足弓或后脚掌加含1-5根非晶合金片(带、丝等)的碳纤维聚合物基复合材料可以在运动时起到缓震效果，提升舒适感。在脚踝部位加含1-3根非晶合金片(带、丝等)的碳纤维聚合物基复合材料可以保护脚踝，防止扭伤。
还可以根据弹性需要确定非晶合金片(带、丝等)的加装数量，或将碳纤维板加工成半掌、全掌或局部结构，与非晶合金结合之后构成的碳纤维聚合物基复合材料加在鞋底不同的位置即可。
作为本发明的典型实施例，一种全掌非晶合金/碳纤维聚合物基复合材料鞋底的制备方法：
步骤1：在一张碳纤维预浸布上贴上3片表面处理后均匀涂覆碳纳米管(CNTs)浆液的非晶合金条带，非晶合金条延伸出碳布5-20mm，再贴上另外一张碳纤维预浸布，然后根据铺层设计将碳纤维预浸布进行铺层，得到复合材料；
步骤2：把步骤1获得的复合材料根据鞋底形状进行裁剪；
步骤3：裁剪后的复合材料放入成型模具内，在110-220℃的加热条件下固化成型，待冷却后，取出模具内已成型的鞋底，加入到鞋体和外底之间。
更详细的，步骤1中非晶合金条带的制备和表面处理过程如下：
A：在惰性气体气氛下，将相应比例的单质金属混合物添加至真空度低于1×10-3Pa的电弧炉中，采用电弧熔炼法对所述单质金属混合物进行熔炼，每熔炼一次，翻转一次，熔炼次数为4-8次，得到熔炼均匀的母合金；
B：将融化的母合金采用铜辊急冷法，制备出非晶合金条带。
C：对获得的非晶合金条进行机械打磨，打磨方式如下：将一张200#砂纸粘在表面水平光滑的桌面，另一张200#砂纸粘在平整的薄钢片上，在薄钢片上加一块2kg的不锈钢块作为重物。将夹在在两砂纸间的非晶合金条以平行于桌面的方向匀速来回抽出10次，再裁剪至长6cm，宽2mm，厚0.1mm的非晶合金条，然后采用无水乙醇溶液超声清洗；
D：采用KH-550硅烷偶联剂对清洗后的非晶合金带表面涂敷处理，使用去离子水将碳纳米管(CNTs)稀释，在非晶合金条表面均匀涂覆浓度为1％-20％、比表面积为50-2000m2/g的水性碳纳米管浆液。
本实例中，在步骤1中，所采用的非晶合金条带为Co基非晶合金，所述钴基非晶合金片(带、丝)(带、丝等)的通式为Cod1Fed2Bd3Sid4Nbd5M4d6，其中60≤d1≤70，2≤d2≤10，15≤d3≤25，3≤d4≤6，2≤d5≤6，0≤d6≤10，且d1+d2+d3+d4+d5+d6＝100；其中M4为Ni、Cr、Mn和Mo中的一种或几种元素的组合。在该成分质量范围内，非晶合金条带具有很高的弹性、韧性和强度。
本实施例在碳纤维板中加入了非晶合金条带，解决了单独碳纤维聚合物基复合材料鞋底弹性不足韧性不足的问题。利用小尺寸非晶合金片(带、丝)的高弹性，将运动员在运动过程中脚部形变产生的弹性势能进行储存和释放，减少运动员的体能损耗，提升比赛成绩；利用小尺寸非晶合金片(带、丝)的高塑性，降低碳纤维板的脆断风险，延长运动鞋/篮球鞋的使用寿命；由于非晶合金片(带、丝)具有高的弹性储能及塑性，只需要添加少量非晶合金就能达到理想的效果，并不会过多增加鞋的质量，具有一定的优势。
作为本发明进一步的实施例，参阅图8-12，图8-12为采用本发明方法制成的篮球鞋鞋底示意图，经过表面处理后的非晶合金2分别放置于Y型碳纤维板3脆弱部位并沿着Y字型下部顶端延展到Y字型分叉上部末端，Y字型上部分叉两部分均需放置非晶合金2，呈现纵向贯穿Y字型分叉的上下部放置。非晶合金2的层间面积含量占碳纤维板层间面积的5-40％，非晶合金2的长度约为8-15cm，Y字型的两侧每一侧放置3-8根非晶合金条带。第二种放置方式是将非晶合金2顺从碳纤维编织的纹理编织成网(图13、图14所示)，然后放置在Y字型碳纤维板3的薄弱位置，也经过上述表面处理后进行复合。
在一张碳纤维预浸布上按照上述放置位置、放置数量、放置方式放置3片表面处理后均匀涂覆碳纳米管(CNTs)浆液的非晶合金条带，在上面再贴上另外一张碳纤维预浸布固定条带，然后根据铺层设计将碳纤维预浸布进行铺层，再装模进行固化，待固化介绍冷却后脱模。
综上所述，本发明在碳纤维板中加入了非晶合金片(带、丝等)，解决了现有碳纤维聚合物基复合材料鞋底弹性不足、韧性不足，气垫鞋底使用寿命不长的特点。利用小尺寸非晶合金片(带、丝)的高弹性，将运动员在运动过程中脚部形变产生的弹性势能进行储存和释放，减少运动员的体能损耗，提升比赛成绩；利用小尺寸非晶合金片(带、丝)的高塑性，降低碳纤维板的脆断风险，延长运动鞋/篮球鞋的使用寿命；由于非晶合金片(带、丝)具有高的弹性储能及塑性，只需要添加少量非晶合金就能达到理想的效果，并不会过多增加鞋的质量，具有一定的优势。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于碳纤维板的鞋底生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：对碳纤维预浸布进行铺层，在中间层上贴上2-6片表面处理后均匀涂覆碳纳米管浆液的非晶合金条，非晶合金条延伸出碳布5-20mm，再将碳纤维预浸布按设计的铺层方式进行铺层，得到复合材料；
步骤2：把步骤1获得的复合材料根据鞋底形状进行裁剪；
步骤3：裁剪后的复合材料放入成型模具内，在110-220℃的加热条件下固化成型，待冷却后，取出模具内已成型的鞋底，进行打磨后加入到鞋体和外底之间。
2.根据权利要求1所述的基于碳纤维板的鞋底生产方法，其特征在于，所述步骤1中非晶合金条的制备过程如下：
将纯金属单质在电弧炉中惰性气体惰性气氛保护下进行反复熔炼4-8次，熔炼前进行抽真空、充惰性气体步骤，保证样品在熔炼过程中不会被氧化，将熔炼后成分均匀的合金锭，在惰性气体保护的条件下采用急冷法制备，制备成长10-100m，宽0.1-2cm，厚0.001-0.3cm的非晶合金；采用熔体抽拉法、玻璃包覆法制备出直径为10μm-500μm的非晶合金丝。
3.根据权利要求1所述的基于碳纤维板的鞋底生产方法，其特征在于，所述步骤1中非晶合金材料的表面处理过程如下：采用不同型号的砂纸对非晶合金表面进行机械打磨处理，以获得一定的表面粗糙度，将打磨后的非晶合金修剪成长2-20cm，宽0.1-2cm，厚0.001-0.3cm样品，在无水乙醇溶液进行超声清洗。
4.根据权利要求3所述的基于碳纤维板的鞋底生产方法，其特征在于，所述机械打磨的方式为：将非晶合金夹在两张砂纸间，上下两片砂纸粘于两个平整面上，上端砂纸用重物压实，将非晶合金在两张砂纸间均匀来回抽动5-10次。
5.一种基于碳纤维板的鞋底，其特征在于，采用如权利要求1的生产方法，在所述鞋底上，设置多个非晶合金条。
6.根据权利要求5所述的基于碳纤维板的鞋底，其特征在于，在所述鞋底上，根据弹性需要确定加装的非晶合金条数量，或将碳纤维板加工成半掌、全掌或局部结构，与非晶合金结合之后构成的碳纤维复合材料加在鞋底不同的位置。
7.根据权利要求5或6所述的基于碳纤维板的鞋底，其特征在于，所述非晶合金为锆基、钴基、铁基、钛基、镍基非晶合金，所述非晶合金条设置在鞋底的前脚掌、足弓、后脚掌、脚边缘位置。
8.根据权利要求7所述的基于碳纤维板的鞋底，其特征在于，所述锆基非晶合金的通式为Zra1(Cu1-xNix)a2A1a3M1a4，其中38≤al≤70，20≤a2≤50，5≤a3≤15，0≤a4≤5，且al+a2+a3+a4＝100；其中0≤x<1；其中M1为Fe、Ag、Co、Mn、Cr、Ti、Hf、Ta、Nb、C及稀土元素中的一种或至少两种元素的组合；
所述钛基非晶合金的通式为Tib1Cub2Nib3M2b4,其中，35≤b1≤53，9≤b2≤55，0≤b3≤24，3≤b4≤18，且b1+b2+b3+b4＝100；其中M2为Sn、Zr、Be、B和A1中的一种或至少两种元素的组合；
所述镍基非晶合金的通式为Nic1(Zr1-y-z-rTiyNbzTar)c2M3c3，其中50≤cl≤70，20≤c2≤50，0≤c3≤30，且c1+c2+c3＝100；其中0≤y≤25≤z≤36、0≤r≤34；其中M3为Pd、Si、Sn、Nb、P、B、Hf、Co、Cu、Mo、Cr、A1中的一种或至少两种元素的组合；
所述钴基非晶合金的通式为Cod1Fed2Bd3Sid4Nbd5M4d6，其中60≤d1≤70，2≤d2≤10，15≤d3≤25，3≤d4≤6，2≤d5≤6，0≤d6≤10，且d1+d2+d3+d4+d5+d6＝100；其中M4为Ni、Cr、Mn和Mo中的一种或至少两种元素的组合；
所述铁基非晶合金的通式为Fee1Be2Ye3Nbe4Tie5M5e6，其中65≤e1≤75，15≤e2≤25，0≤e3≤5，0≤e4≤5，0≤e5≤5，0≤e6≤10且e1+e2+e3+e4+e5+e6＝100；其中M5为Ni、Co、Cr、Mn和Mo中的一种或至少两种元素的组合。
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