本發明涉及一種Ti/Al層狀復合材料及其制備方法。

背景技術：

航空航天工業的快速發展，對高溫結構材料的性能要求也越來越高，不僅要求耐高溫和抗氧化性而且要求很高的比強度和比剛度等。碳纖維增強鋁基復合材料，由于它密度小低，導電、導熱性好，比模量高、比強度高，高溫尺寸穩定性和高溫強度好，在以航空航天為代表的眾多領域得到普遍的應用。鈦及鈦合金所具有的低密度、高比強度、耐高溫、耐腐蝕、無磁、透聲、抗沖擊振動等良好的綜合性能，為鈦及鈦合金在各個工業領域開辟了廣闊的應用前景。以層狀形式將碳纖維增強復合材料與鈦合金復合，可使兩者的優勢得到充分發揮，同時具備密度低、高強度、高彈性等優異性能，特殊的層狀結構使得材料具有較強的抵御外力沖擊能力。

目前，關于層狀材料已進行了廣泛的研究，主要包括真空熱壓法，多道次疊軋法，爆炸合成法等，利用這些制備工藝已經成功制備出了疊層復合材料并取得良好的效果。但是，這些工藝存在過程復雜，工藝控制困難；成本高，應用困難等缺點。另外，目前研究的層狀材料以異種板材復合為主，通過板材之間的結合形成復合材料，因此材料的性能有限。

技術實現要素：

本發明的目的要解決現有層狀復合材料制備工藝復雜和力學性能低的問題，而提供一種纖維增強Ti/Al層狀復合材料及其制備方法。

一種纖維增強Ti/Al層狀復合材料由層狀芯材和包套組成，所述的包套利用厚度為0.5mm～1mm的鈦板或厚度為0.5mm～1mm的不銹鋼板制成；所述的層狀芯材由上至下依次為鈦層和若干層重復的疊層單元，且所述的疊層單元由上至下依次為鋁層、纖維布層、鋁層和鈦層。

一種纖維增強Ti/Al層狀復合材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、表面清洗：①、將鈦箔進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用HF/HNO₃混合溶液清洗，清洗1min～2min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鈦箔；②、將鋁箔進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用濃度為0.005mol/L～0.01mol/L的NaOH溶液清洗，清洗1min～2min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鋁箔；

二、表面處理：將纖維布在300～400℃烘烤0.5h～1h，冷卻后取出，放入丙酮溶液，以去離子水作為洗滌劑，利用超聲波清洗技術清洗2～3次，再進行剪裁，得到干凈纖維布；

三、制備預制件：將干凈纖維布、干凈鋁箔和干凈鈦箔交替疊放，得到疊層材料預制體；

所述疊層材料預制體由上至下依次為干凈鈦箔和若干層重復的疊層單元，且所述的疊層單元由上至下依次為干凈鋁箔、干凈纖維布、干凈鋁箔和干凈鈦箔；

四、包套：用厚度為0.5mm～1mm的鈦板或厚度為0.5mm的不銹鋼板按照疊層材料預制體的外形、尺寸焊制包套，然后將疊層材料預制體放入包套中，并密封包套，利用真空泵將包套內抽成真空，至真空度達到1×10^-1Pa以下為止，得到帶包套疊層材料預制體；

五、將帶包套疊層材料預制體放入模具中，覆蓋保溫棉，開啟加熱裝置加熱至550～700℃，開啟壓力機，閉合模具，在帶包套疊層材料預制體的包套上施加10MPa～40MPa的壓力，并在溫度為550～700℃和壓力為10MPa～40MPa下保溫保壓0.5h～2h，停止加壓，并降溫，冷卻至室溫后去除模具，即得到纖維增強Ti/Al層狀復合材料；

步驟一①中所述HF/HNO₃混合溶液由HF、HNO₃和水混合而成，且HF/HNO₃混合溶液中HF的濃度為0.1mol/L，HNO₃的濃度為0.1mol/L。

一種纖維增強Ti/Al層狀復合材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、表面清洗：將鈦箔進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用HF/HNO₃混合溶液清洗，清洗1min～2min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鈦箔；步驟一中所述HF/HNO₃混合溶液由HF、HNO₃和水混合而成，且HF/HNO₃混合溶液中HF的濃度為0.1mol/L，HNO₃的濃度為0.1mol/L；

二、表面處理：將纖維布在300～400℃烘烤0.5h～1h，冷卻后取出，放入丙酮溶液，以去離子水作為洗滌劑，利用超聲波清洗技術清洗2～3次，再進行剪裁，得到干凈纖維布；

三、制備漿料：將含鋁粉末分散于質量分數為75％的酒精溶液中，采用超聲分散法震蕩1min～2min，制成含鋁漿料；步驟三中所述的含鋁粉末的質量與質量分數為75％的酒精溶液的體積比為50g:(125mL～300mL)；步驟三中所述的含鋁粉末為純鋁粉或硅合金粉，其中所述硅合金粉中Si的質量分數為12％；

四、涂覆：將含鋁漿料涂覆在干凈纖維布上表面和下表面，干凈纖維布上表面涂覆厚度為1mm，干凈纖維布下表面覆厚度為1mm，得到涂覆鋁纖維布；

五、制備預制件：將涂覆鋁纖維布和干凈鈦箔交替疊放，得到疊層材料預制體；

所述疊層材料預制體由上至下依次為干凈鈦箔和若干層重復的疊層單元，且所述的疊層單元由上至下依次為涂覆鋁纖維布和干凈鈦箔；

六、包套：用厚度為0.5mm的不銹鋼板按照疊層材料預制體的外形、尺寸焊制包套，然后將疊層材料預制體放入包套中，并密封包套，利用真空泵將包套內抽成真空，至真空度達到1×10^-1Pa以下為止，得到帶包套疊層材料預制體；

七、將帶包套疊層材料預制體放入模具中，覆蓋保溫棉，開啟加熱裝置加熱至550～700℃，開啟壓力機，閉合模具，在帶包套疊層材料預制體的包套上施加10MPa～40MPa的壓力，并在溫度為550～700℃和壓力為10MPa～40MPa下保溫保壓0.5h～2h，停止加壓，并降溫，冷卻至室溫后去除模具，即得到纖維增強Ti/Al層狀復合材料。

本發明優點：

一、本發明中可以通過調整鈦箔與鋁箔的厚度以及碳纖維布層數，調整各組元的體積分數，獲得不同性能的復合材料。

二、本發明中可通過調整工藝參數來控制Ti與Al的反應程度，調整Ti-Al金屬間化合物的含量，優化材料的性能。

三、本發明制備過程中材料放置在真空狀態下的包套中，采用常規熱成型設備即可成型，無需使用昂貴的真空熱壓燒結爐，工藝簡單，操作方便。

四、本發明為制備的纖維增強Ti/Al層狀復合材料，依照GB T232-2010對材料的彎曲性能進行檢測，彎曲性能在420-510MPa之間。

附圖說明

圖1為本發明制備纖維增強Ti/Al層狀復合材料的工藝示意圖；其中圖中1為上壓頭；2為上保溫層；3為疊層材料預制體；4為加熱線圈；5為包套；6為模具；7為下保溫層；8為下壓頭；

圖2為本發明制備的疊層材料預制體具體結構；

圖3為實施例1制備的纖維增強Ti/Al層狀復合材料的外觀圖；

圖4為實施例1制備的纖維增強Ti/Al層狀復合材料的微觀圖；

圖5為圖4的局部放大圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式是一種纖維增強Ti/Al層狀復合材料，它由層狀芯材和包套組成，所述的包套利用厚度為0.5mm～1mm的鈦板或厚度為0.5mm～1mm的不銹鋼板制成；所述的層狀芯材由上至下依次為鈦層和若干層重復的疊層單元，且所述的疊層單元由上至下依次為鋁層、纖維布層、鋁層和鈦層。

本實施方式利用鋁在熔點溫度附近具有較好的變形能力與流動性，在壓力的作用下浸滲入碳纖維內部，與鋁復合形成碳纖維增強的鋁基復合材料；同時在壓力的作用下，鈦箔與鋁箔發生固相擴散反應，連接成一個整體。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一的不同點是：所述的纖維布層為T700系列3K雙向斜紋碳纖維布、T700系列3K雙向平紋碳纖維布、T700系列6K單向碳纖維布、M40J系列6K碳纖維單向編織布、表面鍍銅的T700系列3K碳纖維平紋雙向布、表面鍍鎳的T700系列3K碳纖維平紋雙向布、表面鍍鎳的T700系列6K碳纖維單向布、高強碳化硅纖維單向布或高強碳化硅纖維雙向布。其他步驟和參數與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式二的不同點是：

當T700系列3K雙向斜紋碳纖維布作為纖維布層時，相鄰疊層單元的纖維布層中纖維軸向呈45°交叉排列；

當T700系列6K單向碳纖維布作為纖維布層時，相鄰疊層單元的纖維布層中纖維軸向垂直排列或纖維軸向呈45°交叉排列；

當M40J系列6K碳纖維單向編織布作為纖維布層時，相鄰疊層單元的纖維布層中纖維軸向呈45°交叉排列；

當表面鍍鎳的T700系列6K碳纖維單向布作為纖維布層時，相鄰疊層單元的纖維布層中纖維軸向垂直排列；

當高強碳化硅纖維單向布作為纖維布層時，相鄰疊層單元的纖維布層中纖維軸向呈45°交叉排列。

其他步驟和參數與具體實施方式二相同。

具體實施方式四：本實施方式是一種纖維增強Ti/Al層狀復合材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、表面清洗：①、將鈦箔進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用HF/HNO₃混合溶液清洗，清洗1min～2min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鈦箔；②、將鋁箔進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用濃度為0.005mol/L～0.01mol/L的NaOH溶液清洗，清洗1min～2min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鋁箔；

二、表面處理：將纖維布在300～400℃烘烤0.5h～1h，冷卻后取出，放入丙酮溶液，以去離子水作為洗滌劑，利用超聲波清洗技術清洗2～3次，再進行剪裁，得到干凈纖維布；

三、制備預制件：將干凈纖維布、干凈鋁箔和干凈鈦箔交替疊放，得到疊層材料預制體；

所述疊層材料預制體由上至下依次為干凈鈦箔和若干層重復的疊層單元，且所述的疊層單元由上至下依次為干凈鋁箔、干凈纖維布、干凈鋁箔和干凈鈦箔；

四、包套：用厚度為0.5mm～1mm的鈦板或厚度為0.5mm的不銹鋼板按照疊層材料預制體的外形、尺寸焊制包套，然后將疊層材料預制體放入包套中，并密封包套，利用真空泵將包套內抽成真空，至真空度達到1×10^-1Pa以下為止，得到帶包套疊層材料預制體；

五、將帶包套疊層材料預制體放入模具中，覆蓋保溫棉，開啟加熱裝置加熱至550～700℃，開啟壓力機，閉合模具，在帶包套疊層材料預制體的包套上施加10MPa～40MPa的壓力，并在溫度為550～700℃和壓力為10MPa～40MPa下保溫保壓0.5h～2h，停止加壓，并降溫，冷卻至室溫后去除模具，即得到纖維增強Ti/Al層狀復合材料；

步驟一①中所述HF/HNO₃混合溶液由HF、HNO₃和水混合而成，且HF/HNO₃混合溶液中HF的濃度為0.1mol/L，HNO₃的濃度為0.1mol/L。

本實施方式利用鋁在熔點溫度附近具有較好的變形能力與流動性，在壓力的作用下浸滲入碳纖維內部，與鋁復合形成碳纖維增強的鋁基復合材料；同時在壓力的作用下，鈦箔與鋁箔發生固相擴散反應，連接成一個整體。

本實施方式步驟一中對鈦箔和鋁箔根據實際情況進行剪裁。

圖2為本實施方式制備的疊層材料預制體具體結構，圖下部虛線內的方框內所示的部分為疊層單元，將多個疊層單元重復排布，制備疊層材料預制體。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式四的不同點是：步驟一①中所述的鈦箔為厚度為50μm～200μm的TA1合金箔材、厚度為50μm～200μm的TA2合金箔材、厚度為50μm～200μm的TC4鈦合金箔材、厚度為50μm～200μm的TB5鈦合金箔材或厚度為50μm～200μm的TB6鈦合金箔材；步驟一②中所述的鋁層為厚度為100μm～250μm的純鋁箔材、厚度為100μm～250μm的5052鋁合金箔材、厚度為100μm～250μm的6061鋁合金箔材、厚度為100μm～250μm的7076鋁合金箔材或厚度為100μm～250μm的8011鋁合金箔材。其他步驟和參數與具體實施方式四相同。

具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式四或五之一不同點是：步驟二中所述的纖維布為T700系列3K雙向斜紋碳纖維布、T700系列3K雙向平紋碳纖維布、T700系列6K單向碳纖維布或M40J系列6K碳纖維單向編織布；當T700系列3K雙向斜紋碳纖維布作為纖維布時，步驟三中相鄰疊層單元的干凈纖維布中纖維軸向呈45°交叉排列；當T700系列6K單向碳纖維布作為纖維布時，步驟三中相鄰疊層單元的干凈纖維布中纖維軸向垂直排列或纖維軸向呈45°交叉排列；當M40J系列6K碳纖維單向編織布作為纖維布時，步驟三中相鄰疊層單元的干凈纖維布中纖維軸向呈45°交叉排列。其他步驟和參數與具體實施方式四或五相同。

具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式四或五之一不同點是：步驟二中對纖維布進行剪裁，得到干凈纖維布；所述的纖維布為表面鍍銅的T700系列3K碳纖維平紋雙向布、表面鍍鎳的T700系列3K碳纖維平紋雙向布或表面鍍鎳的T700系列6K碳纖維單向布；當表面鍍鎳的T700系列6K碳纖維單向布作為纖維布時，步驟三中相鄰疊層單元的干凈纖維布中纖維軸向垂直排列。其他步驟和參數與具體實施方式四或五相同。

具體實施方式八：本實施方式是一種纖維增強Ti/Al層狀復合材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、表面清洗：將鈦箔進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用HF/HNO₃混合溶液清洗，清洗1min～2min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鈦箔；步驟一中所述HF/HNO₃混合溶液由HF、HNO₃和水混合而成，且HF/HNO₃混合溶液中HF的濃度為0.1mol/L，HNO₃的濃度為0.1mol/L；

二、表面處理：將纖維布在300～400℃烘烤0.5h～1h，冷卻后取出，放入丙酮溶液，以去離子水作為洗滌劑，利用超聲波清洗技術清洗2～3次，再進行剪裁，得到干凈纖維布；

三、制備漿料：將含鋁粉末分散于質量分數為75％的酒精溶液中，采用超聲分散法震蕩1min～2min，制成含鋁漿料；步驟三中所述的含鋁粉末的質量與質量分數為75％的酒精溶液的體積比為50g:(125mL～300mL)；步驟三中所述的含鋁粉末為純鋁粉或硅合金粉，其中所述硅合金粉中Si的質量分數為12％；

四、涂覆：將含鋁漿料涂覆在干凈纖維布上表面和下表面，干凈纖維布上表面涂覆厚度為1mm，干凈纖維布下表面覆厚度為1mm，得到涂覆鋁纖維布；

五、制備預制件：將涂覆鋁纖維布和干凈鈦箔交替疊放，得到疊層材料預制體；

所述疊層材料預制體由上至下依次為干凈鈦箔和若干層重復的疊層單元，且所述的疊層單元由上至下依次為涂覆鋁纖維布和干凈鈦箔；

六、包套：用厚度為0.5mm的不銹鋼板按照疊層材料預制體的外形、尺寸焊制包套，然后將疊層材料預制體放入包套中，并密封包套，利用真空泵將包套內抽成真空，至真空度達到1×10^-1Pa以下為止，得到帶包套疊層材料預制體；

七、將帶包套疊層材料預制體放入模具中，覆蓋保溫棉，開啟加熱裝置加熱至550～700℃，開啟壓力機，閉合模具，在帶包套疊層材料預制體的包套上施加10MPa～40MPa的壓力，并在溫度為550～700℃和壓力為10MPa～40MPa下保溫保壓0.5h～2h，停止加壓，并降溫，冷卻至室溫后去除模具，即得到纖維增強Ti/Al層狀復合材料。

本實施方式利用鋁在熔點溫度附近具有較好的變形能力與流動性，在壓力的作用下浸滲入碳纖維內部，與鋁復合形成碳纖維增強的鋁基復合材料；同時在壓力的作用下，鈦箔與鋁箔發生固相擴散反應，連接成一個整體。

本實施方式步驟一中對鈦箔根據實際情況進行剪裁。

具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式八的不同點是：步驟二中所述纖維布為高強碳化硅纖維單向布或高強碳化硅纖維雙向布。其他步驟和參數與具體實施方式八相同。

具體實施方式十：本實施方式與具體實施方式九的不同點是：當高強碳化硅纖維單向布作為纖維布時，步驟三中相鄰疊層單元的干凈纖維布中纖維軸向呈45°交叉排列。其他步驟和參數與具體實施方式九相同。

具體實施方式十一：本實施方式與具體實施方式八至十之一不同點是：步驟一中所述的鈦箔為厚度為50μm～200μm的TA1合金箔材、厚度為50μm～200μm的TA2合金箔材、厚度為50μm～200μm的TC4鈦合金箔材、厚度為50μm～200μm的TB5鈦合金箔材或厚度為50μm～200μm的TB6鈦合金箔材。其他步驟和參數與具體實施方式八至十相同。

采用下述試驗驗證本發明效果

實施例1：一種纖維增強Ti/Al層狀復合材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、表面清洗：①、將厚度為100μm的TiA1合金箔材進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用HF/HNO₃混合溶液清洗，清洗2min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鈦箔；②、將厚度為250μm的純Al箔材進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用濃度為0.005mol/L的NaOH溶液清洗，清洗2min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鋁箔；

二、表面處理：將纖維布在380℃烘烤40min，冷卻后取出，放入丙酮溶液，以去離子水作為洗滌劑，利用超聲波清洗技術清洗2次，再進行剪裁，得到干凈纖維布；

三、制備預制件：將干凈纖維布、干凈鋁箔和干凈鈦箔交替疊放，得到疊層材料預制體；

所述疊層材料預制體由上至下依次為干凈鈦箔和五層重復的疊層單元，且所述的疊層單元由上至下依次為干凈鋁箔、干凈纖維布、干凈鋁箔和干凈鈦箔；

四、包套：用厚度為0.5mm的鈦板按照疊層材料預制體的外形、尺寸焊制包套，然后將疊層材料預制體放入包套中，并密封包套，利用真空泵將包套內抽成真空，至真空度達到1×10^-1Pa以下為止，得到帶包套疊層材料預制體；

五、將帶包套疊層材料預制體放入模具中，覆蓋保溫棉，開啟加熱裝置加熱至680℃，開啟壓力機，閉合模具，在帶包套疊層材料預制體的包套上施加40MPa的壓力，并在溫度為680℃和壓力為40MPa下保溫保壓1h，停止加壓，并降溫，冷卻至室溫后去除模具，即得到纖維增強Ti/Al層狀復合材料；

步驟一①中所述HF/HNO₃混合溶液由HF、HNO₃和水混合而成，且HF/HNO₃混合溶液中HF的濃度為0.1mol/L，HNO₃的濃度為0.1mol/L；

步驟二中所述的纖維布為T700系列3K雙向平紋碳纖維布。

圖3為實施例1制備的纖維增強Ti/Al層狀復合材料的外觀圖。

圖4為實施例1制備的纖維增強Ti/Al層狀復合材料的微觀圖，圖5為圖4的局部放大圖，如圖4和5所示，實施例1制備的纖維增強Ti/Al層狀復合材料內部層級結構清晰，各部分結合性好，無明顯的缺陷；鋁合金纖維束內部充分浸滲，無孔隙存在。

為表征實施例1制備的纖維增強Ti/Al層狀復合材料的力學性能，依照GB T232-2010對材料的彎曲性能進行檢測，彎曲性能為502MPa。

實施例2：本實施例與實施例1的不同點是：步驟二中所述的纖維布為T700系列3K雙向斜紋碳纖維布作為纖維布；步驟三中相鄰疊層單元的干凈纖維布中纖維軸向呈45°交叉排列。其他步驟和參數與實施例1相同。

實施例3：本實施例與實施例1的不同點是：步驟二中所述的纖維布T700系列6K單向碳纖維布作為纖維布，步驟三中相鄰疊層單元的干凈纖維布中纖維軸向垂直排列。其他步驟和參數與實施例1相同。

實施例4：本實施例與實施例1的不同點是：步驟二中所述的纖維布T700系列6K單向碳纖維布作為纖維布，步驟三中相鄰疊層單元的干凈纖維布中纖維軸向呈45°交叉排列。其他步驟和參數與實施例1相同。

實施例5：本實施例與實施例1的不同點是：步驟四中用厚度為0.5mm的不銹鋼板按照疊層材料預制體的外形、尺寸焊制包套。其他步驟和參數與實施例1相同。

實施例6：一種纖維增強Ti/Al層狀復合材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、表面清洗：①、將厚度為100μm的TC4合金箔材進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用HF/HNO₃混合溶液清洗，清洗1min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鈦箔；②、將厚度為200μm的8011鋁合金箔材進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用濃度為0.01mol/L的NaOH溶液清洗，清洗1min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鋁箔；

二、表面處理：將M40J系列6K碳纖維單向編織布在350℃烘烤60min，冷卻后取出，放入丙酮溶液，以去離子水作為洗滌劑，利用超聲波清洗技術清洗2次，再進行剪裁，得到干凈纖維布；

三、制備預制件：將干凈纖維布、干凈鋁箔和干凈鈦箔交替疊放，得到疊層材料預制體；

所述疊層材料預制體由上至下依次為干凈鈦箔和十層重復的疊層單元，且所述的疊層單元由上至下依次為干凈鋁箔、干凈纖維布、干凈鋁箔和干凈鈦箔，且相鄰疊層單元的干凈纖維布中纖維軸向呈45°交叉排列；

四、包套：用厚度為0.5mm的鈦板按照疊層材料預制體的外形、尺寸焊制包套，然后將疊層材料預制體放入包套中，并密封包套，利用真空泵將包套內抽成真空，至真空度達到1×10^-1Pa以下為止，得到帶包套疊層材料預制體；

五、將帶包套疊層材料預制體放入模具中，覆蓋保溫棉，開啟加熱裝置加熱至680℃，開啟壓力機，閉合模具，在帶包套疊層材料預制體的包套上施加30MPa的壓力，并在溫度為680℃和壓力為30MPa下保溫保壓1h，停止加壓，并降溫，冷卻至室溫后去除模具，即得到纖維增強Ti/Al層狀復合材料；

步驟一①中所述HF/HNO₃混合溶液由HF、HNO₃和水混合而成，且HF/HNO₃混合溶液中HF的濃度為0.1mol/L，HNO₃的濃度為0.1mol/L。

實施例7：本實施例與實施例6的不同點是：步驟五中將帶包套疊層材料預制體放入模具中，覆蓋保溫棉，開啟加熱裝置加熱至630℃，開啟壓力機，閉合模具，在帶包套疊層材料預制體的包套上施加40MPa的壓力，并在溫度為630℃和壓力為40MPa下保溫保壓1h，停止加壓，并降溫，冷卻至室溫后去除模具，即得到纖維增強Ti/Al層狀復合材料。其他步驟和參數與實施例6相同。

實施例8：本實施例與實施例6的不同點是：步驟五中將帶包套疊層材料預制體放入模具中，覆蓋保溫棉，開啟加熱裝置加熱至660℃，開啟壓力機，閉合模具，在帶包套疊層材料預制體的包套上施加20MPa的壓力，并在溫度為660℃和壓力為20MPa下保溫保壓1h，停止加壓，并降溫，冷卻至室溫后去除模具，即得到纖維增強Ti/Al層狀復合材料。其他步驟和參數與實施例6相同。

實施例9：一種纖維增強Ti/Al層狀復合材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、表面清洗：①、將厚度為100μm的TB5合金箔材進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用HF/HNO₃混合溶液清洗，清洗1min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鈦箔；②、將厚度為250μm的5052鋁合金箔材進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用濃度為0.01mol/L的NaOH溶液清洗，清洗1min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鋁箔；

二、表面處理：對纖維布進行剪裁，得到干凈纖維布；

三、制備預制件：將干凈纖維布、干凈鋁箔和干凈鈦箔交替疊放，得到疊層材料預制體；

所述疊層材料預制體由上至下依次為干凈鈦箔和十層重復的疊層單元，且所述的疊層單元由上至下依次為干凈鋁箔、干凈纖維布、干凈鋁箔和干凈鈦箔；

四、包套：用厚度為0.5mm的不銹鋼板按照疊層材料預制體的外形、尺寸焊制包套，然后將疊層材料預制體放入包套中，并密封包套，利用真空泵將包套內抽成真空，至真空度達到1×10^-1Pa以下為止，得到帶包套疊層材料預制體；

五、將帶包套疊層材料預制體放入模具中，覆蓋保溫棉，開啟加熱裝置加熱至680℃，開啟壓力機，閉合模具，在帶包套疊層材料預制體的包套上施加20MPa的壓力，并在溫度為680℃和壓力為20MPa下保溫保壓1h，停止加壓，并降溫，冷卻至室溫后去除模具，即得到纖維增強Ti/Al層狀復合材料；

步驟一①中所述HF/HNO₃混合溶液由HF、HNO₃和水混合而成，且HF/HNO₃混合溶液中HF的濃度為0.1mol/L，HNO₃的濃度為0.1mol/L。

步驟二中所述纖維布為表面鍍銅的T700系列3K碳纖維平紋雙向布。

實施例10：本實施例與實施例9的不同點是：步驟二中所述纖維布為表面鍍鎳的T700系列3K碳纖維平紋雙向布。其他步驟和參數與實施例9相同。

實施例11：本實施例與實施例9的不同點是：步驟二中所述纖維布為表面鍍鎳的T700系列6K碳纖維單向布；步驟三中相鄰疊層單元的干凈纖維布中纖維軸向垂直排列。其他步驟和參數與實施例9相同。

實施例12：一種纖維增強Ti/Al層狀復合材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、表面清洗：將厚度為100μm的TC4合金箔材進行剪裁，再經砂紙打磨，打磨后用丙酮或酒精清洗，然后利用HF/HNO₃混合溶液清洗，清洗1min后利用去離子水沖洗，烘干后采用超聲波清洗技術清洗，先以去離子水作為洗滌劑超聲波清洗，再以無水乙醇作為洗滌劑超聲波清洗，取出烘干后，得到干凈鈦箔；步驟一中所述HF/HNO₃混合溶液由HF、HNO₃和水混合而成，且HF/HNO₃混合溶液中HF的濃度為0.1mol/L，HNO₃的濃度為0.1mol/L；

二、表面處理：將纖維布在300℃烘烤30min，冷卻后取出，放入丙酮溶液，以去離子水作為洗滌劑，利用超聲波清洗技術清洗2次，再進行剪裁，得到干凈纖維布；

三、制備漿料：將100g鋁合金粉末分散于250mL質量分數為75％的酒精溶液中，采用超聲分散法震蕩2min，制成含鋁漿料；

四、涂覆：將含鋁漿料涂覆在干凈纖維布上表面和下表面，干凈纖維布上表面涂覆厚度為1mm，干凈纖維布下表面覆厚度為1mm，得到涂覆鋁纖維布；

五、制備預制件：將涂覆鋁纖維布和干凈鈦箔交替疊放，得到疊層材料預制體；

所述疊層材料預制體由上至下依次為干凈鈦箔和若干層重復的疊層單元，且所述的疊層單元由上至下依次為涂覆鋁纖維布和干凈鈦箔，且相鄰疊層單元的干凈纖維布中纖維軸向呈45°交叉排列；

六、包套：用厚度為0.5mm的不銹鋼板按照疊層材料預制體的外形、尺寸焊制包套，然后將疊層材料預制體放入包套中，并密封包套，利用真空泵將包套內抽成真空，至真空度達到1×10^-1Pa以下為止，得到帶包套疊層材料預制體；

七、將帶包套疊層材料預制體放入模具中，覆蓋保溫棉，開啟加熱裝置加熱至680℃，開啟壓力機，閉合模具，在帶包套疊層材料預制體的包套上施加20MPa的壓力，并在溫度為680℃和壓力為20MPa下保溫保壓1h，停止加壓，并降溫，冷卻至室溫后去除模具，即得到纖維增強Ti/Al層狀復合材料。

步驟二中所述的纖維布為高強碳化硅纖維單向布。

實施例13：本實施例與實施例12的不同點是：步驟二中所述的纖維布為高強碳化硅纖維雙向布；五、制備預制件：將涂覆鋁纖維布和干凈鈦箔交替疊放，得到疊層材料預制體；所述疊層材料預制體由上至下依次為干凈鈦箔和若干層重復的疊層單元，且所述的疊層單元由上至下依次為涂覆鋁纖維布和干凈鈦箔。其他步驟和參數與實施例12相同。