本技术涉及电子设备,尤其涉及一种复合材料结构件和电子设备。
背景技术:
1、在手机、平板电脑和电子设备等电子设备内,通常设有对电子设备内部的电路元件进行防护的零部件,例如,手机中的中框,笔记本电脑中的c壳和d壳等。相关技术中的零部件难以兼顾结构强度和轻薄性的要求,有待于进一步改进。
技术实现思路
1、本技术实施例提供一种复合材料结构件和电子设备,该复合材料结构件用于解决零部件难以兼顾结构强度和轻薄性的要求。
2、为达到上述目的,本技术的实施例采用如下技术方案:
3、第一方面,本技术实施例提供的复合材料结构件,该复合材料结构件包括基板、过渡层和外观层。基板包括多层第一纤维布和第一树脂基体,多层第一纤维布层叠设置,且多层第一纤维布嵌设于第一树脂基体中,基板包括第一表面,基板呈第一预设颜色,第一预设颜色在lab颜色空间中对应的l值为l1。基板具有高强度和质量轻的特点。
4、过渡层层叠设置于第一表面,过渡层包括背对第一表面的第二表面,过渡层呈第二预设颜色,第二预设颜色在lab颜色空间中对应的l值为l2,l2大于l1。外观层层叠设置于第二表面,过渡层呈第三预设颜色,第三预设颜色在lab颜色空间中对应的l值为l3,l3大于l1。
5、l2大于l1是指,第二预设颜色较第一预设颜色更浅,也就是说,过渡层的颜色较基板的颜色更浅。l3大于l1是指,第三预设颜色较第一预设颜色更浅,也就是说,外观层的颜色较基板的颜色更浅。这样一来,过渡层可以作为中间层,过渡层可以较好的遮盖深色的基板,使得浅色的外观层也更容易遮盖深色的基板,外观层呈现出均匀的颜色,避免复合材料结构件颜色不均匀的问题。进而提高复合材料结构件外观的美观性,为用户呈现良好的视觉效果,提升用户的使用体验。
6、并且,过渡层设置于第一表面,第一表面上的树脂富集、树脂缺失、黑色颗粒点等表面不平整的问题,可以借助于过渡层遮盖,避免了因第一表面凹凸不平使外观层难以附着于基板的问题。
7、在第一方面一种可能的实现方式中,基板的硬度大于过渡层的硬度。对过渡层的第二表面进行打磨更加容易,进而复合材料结构件的加工工艺更加简单,有利于提高复合材料结构件的良品率,降低复合材料结构件的加工成本。
8、在第一方面一种可能的实现方式中,第一纤维布的材料包括碳纤维、玻璃纤维、石墨纤维、碳纳米管纤维、石墨烯纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维和氮化硼纤维中的至少一种。这些材料的抗拉强度均大于1000兆帕,弯曲强度也均大于1000兆帕,因此,这些材料均具有较高的结构强度。
9、由此一来,第一纤维布为上述类型的纤维布时,第一纤维布具有较高的结构强度和硬度,进而提高基板的结构强度和硬度。当电子设备发生跌落或碰撞时,复合材料结构件受到应力冲击,复合材料结构件依靠较高的结构强度和硬度抵御应力冲击,避免变形。
10、在第一方面一种可能的实现方式中,过渡层包括第二树脂基体和填料,填料分布于第二树脂基体内,填料呈第四预设颜色,第四预设颜色在lab颜色空间中对应的l值为l4,l4大于或者等于l2。
11、这样一来,过渡层的基体为树脂材料,第二树脂基体覆盖于基板的第一表面,具体的,第二树脂基体可以填充第一表面的凹坑,以及覆盖第一表面的凸起,进而避免外观层直接与第一表面接触造成的外观不平整的问题。并且,第二树脂基体的材料为树脂,第二树脂基体的硬度相较于基板的硬度较低,第二树脂基体相较于基板也更容易打磨加工,以获得平整的第二表面,进而提高外观层设置于第二表面后的平整性。
12、过渡层通过在第二树脂基体中设置填料,使其颜色符合上文实施例中的浅色。当外观层层叠设置于第二表面时,浅色的过渡层不会透光外观层被观察到,进而提高外观层的颜色的均匀性,进一步的提高复合材料结构件的美观性。
13、在第一方面一种可能的实现方式中,第一树脂基体和第二树脂基体均为热固性材料,且过渡层的朝向基板的表面与基板贴合,以与基板连接为一体结构件。这样一来,第一树脂基体与第二树脂基体直接固化成一体结构件,基板与过渡层之间无需设置额外的连接件连接二者,例如,胶材。进而减小复合材料结构件的整体厚度。
14、在第一方面一种可能的实现方式中,第二树脂基体与第一树脂基体之间的层间结合力大于或者等于1.5兆帕。第二树脂基体与第一树脂基体之间的层间结合力在上述范围内时,基板与过渡层之间的结合力较高,可以增强复合材料结构件整体的强度和刚度,使复合材料结构件在承受外部载荷时能够保持结构的完整性,特别是避免复合材料结构件受到剪切力时,基板与过渡层之间发生错位的问题。进而确保复合材料结构件在受力或环境变化时保持稳定,避免结构变形和破坏的风险。提高了复合材料结构件的耐用性,减少因结构损坏而导致的维护和修复成本。
15、并且,第二树脂基体与第一树脂基体之间的层间结合力在上述范围内时,可以确保基板与过渡层交界面的平整性,减少凹凸不平或脱层等缺陷,提高复合材料结构件的美观性。
16、进一步的,第一树脂基体与第二树脂基体之间的结合力在上述范围内时,可以避免灰尘、水分以及其他细小颗粒进入基板与过渡层之间,进而确保基板与过渡层结合的紧密型,避免复合材料结构件在使用过程中因环境因素(如温度变化、湿度、化学侵蚀等)而导致的性能下降。
17、在第一方面一种可能的实现方式中,第一树脂基体的材料与第二树脂基体的材料相同。这样一来,第一树脂基体与第二树脂基体之间的结合力较高,进而基板与过渡层之间的结合力也较高。提高了复合材料结构件的整体结构强度。当复合材料结构件发生跌落或碰撞时,基板与过渡层之间可以更好的传递应力和载荷,使得基板和过渡层共同抵御外力冲击,提高复合材料结构件的抗冲击性能。
18、在第一方面一种可能的实现方式中,第一树脂基体为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、聚氨酯和双马来酰亚胺树脂中的至少一种。这些类型的热固性树脂材料具有高强度的性能,并且,这些热固性树脂材料的成本较低,加工工艺较为成熟,便于基板和过渡层的加工,进而提高复合材料结构件的加工效率。
19、在第一方面一种可能的实现方式中,第二树脂基体为热塑性材料,复合材料结构件还包括粘接部,过渡层通过粘接部粘接于基板。如此一来,第二树脂基体的材料选择更加多样,过渡层的加工工艺的选择也更加多样,复合材料结构件可以根据基板的材料选择与其相适应的过渡层材料。过渡层与基板之间设置粘接部,粘接部可以提高基板与过渡层之间的粘接强度,进而提高复合材料结构件的整体结构的稳定性。
20、在第一方面一种可能的实现方式中,第二树脂基体包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚亚苯基砜树脂和聚邻苯二甲酰胺中的至少一种。这些类型的热塑性树脂材料具有高强度的性能,并且,这些热塑性树脂材料的成本较低,加工工艺较为成熟,便于过渡层的成型,进而提高复合材料结构件的加工效率。
21、在第一方面一种可能的实现方式中,填料包括二氧化钛、白炭黑、碳酸钙、高岭土、滑石粉、云母中的至少一种。这样一来,过渡层通过添加填料呈现出白色的外观,由于白色是色彩中最浅的颜色,因此,浅色的外观层设置于过渡层上时,外观层可以遮盖过渡层。白色的过渡层不会对外观层产生色彩干扰,使得外观层呈现出均匀的色彩,提高复合材料结构件的美观性。
22、在第一方面一种可能的实现方式中,填料为表面改性的填料,以增大填料和第二树脂基体的相容性。由此一来,通过对填料进行表面改性,填料的表面能可以被调整为更好地匹配第二树脂基体的表面能,并且,有助于填料更好地分散在第二树脂基体中,减少填料与第二树脂基体界面间的空隙和界面张力,增强填料与第二树脂基体之间的界面粘接力,提高了填料与第二树脂基体的结相容性。
23、在第一方面一种可能的实现方式中,过渡层包括多层第二纤维布和第二树脂基体,多层第二纤维布层叠设置,多层第二纤维布嵌设于第二树脂基体中。由此一来,过渡层为浅色的纤维板,过渡层可以较好的遮盖深色的基板,使得浅色的外观层也更容易遮盖深色的基板,外观层呈现出均匀的颜色,避免复合材料结构件颜色不均匀的问题。进而提高复合材料结构件外观的美观性,为用户呈现良好的视觉效果,提升用户的使用体验。
24、并且,第二纤维布的硬度小于第一纤维布的硬度,相较于直接打磨基板的第一表面,由第二纤维布和第二树脂基体组成的过渡层更便于打磨加工,有利于提高复合材料结构件的加工效率。
25、在第一方面一种可能的实现方式中,第二纤维布的材料包括玻璃、陶瓷、芳纶、聚乙烯中的至少一种。玻璃纤维、陶瓷纤维、芳纶纤维和聚乙烯纤维的颜色接近于白色,由第二纤维布组成的过渡层也呈现出白色。如此一来,外观层设置于过渡层后,过渡层的颜色不会透过外观层被观察到,外观层呈现均匀的颜色,有利于提升复合材料结构件的美观性。
26、在第一方面一种可能的实现方式中,第一纤维布的材料与第二纤维布的材料不同。
27、在第一方面一种可能的实现方式中,第二表面的粗糙度大于或者等于0.2微米,且小于或者等于10微米。为后续设置外观层提供平整的表面,进而提高外观层的美观性,以及提高复合材料结构件的外观层设置于过渡层后的平整性。
28、在第一方面一种可能的实现方式中,l1大于或者等于0,且小于或者等于30。第一纤维布的颜色与第一纤维布的结构强度和材料有关,由此一来,第一纤维布的l1值在上述范围内时,与第一纤维布的结构强度和材料相适应设置,以使第一纤维布满足结构强度和硬度的要求。
29、在第一方面一种可能的实现方式中,l2大于或者等于90,且小于或者等于100。这样一来,l2值在上述范围内时,过渡层的颜色较浅,外观层设置于过渡层的第二表面,外观层为浅色时,外观层也可以将浅色的过渡层覆盖,过渡层的颜色较浅,不会透过外观层被观察到。因此,外观层可以呈现良好的色彩,进而提高复合材料结构件的美观性。
30、在第一方面一种可能的实现方式中,第一预设颜色在lab颜色空间中对应的a值为a1,第一预设颜色在lab颜色空间中对应的b值为b1,a1大于或者等于-30,且小于或者等于30,b1大于或者等于-30,且小于或者等于30。由此一来,第一纤维布的a1值和b1值在上述范围内时,与第一纤维布的结构强度和材料相适应设置,以使第一纤维布满足结构强度和硬度的要求。
31、在第一方面一种可能的实现方式中,第二预设颜色在lab颜色空间中对应的a值为a2,第二预设颜色在lab颜色空间中对应的b值为b2,a2大于或者等于-30,且小于或者等于30,b2大于或者等于-30,且小于或者等于30。这样一来,l2值在上述范围内时,过渡层的颜色较浅,外观层设置于过渡层的第二表面,外观层为浅色时,外观层也可以将浅色的过渡层覆盖,过渡层的颜色较浅,不会透过外观层被观察到。因此,外观层可以呈现良好的色彩,进而提高复合材料结构件的美观性。
32、第二方面,本技术实施例还提供一种电子设备的壳体,该壳体的至少一部分为上述内容的复合材料结构件。
33、第三方面,本技术实施例还提供一种电子设备,该电子设备包括壳体、显示器和主机,壳体为上述内容的壳体,壳体包括第一壳体和第二壳体。第一壳体为显示器的壳体,第二壳体为主机的壳体。
34、第四方面,本技术实施例还提供一种复合材料结构件的加工方法,该加工方法包括如下步骤:
35、提供第一纤维预浸料;第一纤维预浸料呈第一预设颜色,第一预设颜色在lab颜色空间中对应的l值为l1,第一纤维预浸料包括第一表面;
36、提供过渡层,呈第二预设颜色,第二预设颜色在lab颜色空间中对应的l值为l2,l2大于l1,过渡层层叠设置于第一表面,过渡层包括背对第一表面的第二表面;
37、提供外观层,外观层层叠设置于第二表面。
38、在第四方面一种可能的实现方式中,过渡层包括第二树脂基体和填料,填料分布于第二树脂基体内,第二树脂基体的与第一树脂基体之间的层间结合力大于或者等于1.5兆帕。
39、在第四方面一种可能的实现方式中,第二树脂基体为热固性材料,过渡层与基板一体结构件。
40、在第四方面一种可能的实现方式中,第二树脂基体为热塑性材料,在固化第一纤维预浸料之后,提供过渡层之前,加工方法还包括:
41、提供粘接部,粘接部设置于第一表面,过渡层设置粘接部的背对第一表面的一侧。
42、在第四方面一种可能的实现方式中,过渡层包括第二树脂基体和第二纤维布,第二纤维布分布于第二树脂基体内,第二树脂基体的材料与第一树脂基体的材料之间的层间结合力大于或者等于1.5兆帕。
43、在第四方面一种可能的实现方式中,在提供过渡层之后,提供外观层之前,加工方法还包括:
44、对第二表面进行清洁处理,以去除第二表面上的杂质、油脂和灰尘;
45、对第二表面进行打磨处理,以去除第二表面的划痕、凹坑和表面不平整。
46、其中,第二方面、第三方面和第三方面中任一种设计方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同设计方式所带来的技术效果,此处不再赘述。
1.一种复合材料结构件,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的复合材料结构件,其特征在于,所述基板的硬度大于所述过渡层的硬度。
3.根据权利要求2所述的复合材料结构件,其特征在于,所述第一纤维布的材料包括碳纤维、玻璃纤维、石墨纤维、碳纳米管纤维、石墨烯纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维和氮化硼纤维中的至少一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的复合材料结构件,其特征在于,所述过渡层包括第二树脂基体和填料,所述填料分布于所述第二树脂基体内,所述填料呈第四预设颜色,所述第四预设颜色在lab颜色空间中对应的l值为l4,所述l4大于或者等于所述l2。
5.根据权利要求4所述的复合材料结构件,其特征在于,所述第一树脂基体和所述第二树脂基体均为热固性材料,且所述过渡层的朝向所述基板的表面与所述基板贴合,以与所述基板连接为一体结构件。
6.根据权利要求4或5所述的复合材料结构件,其特征在于,所述第二树脂基体与所述第一树脂基体之间的层间结合力大于或者等于1.5兆帕。
7.根据权利要求5或6所述的复合材料结构件,其特征在于,所述第一树脂基体的材料与所述第二树脂基体的材料相同;和/或,
8.根据权利要求4所述的复合材料结构件,其特征在于,所述第二树脂基体为热塑性材料,所述复合材料结构件还包括粘接部,所述过渡层通过所述粘接部粘接于所述基板。
9.根据权利要求8所述的复合材料结构件,其特征在于,所述第二树脂基体包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚亚苯基砜树脂和聚邻苯二甲酰胺中的至少一种。
10.根据权利要求4-9任一项所述的复合材料结构件,其特征在于,所述填料包括二氧化钛、白炭黑、碳酸钙、高岭土、滑石粉、云母中的至少一种。
11.根据权利要求4-10任一项所述的复合材料结构件,其特征在于,所述填料为表面改性的填料,以增大所述填料和所述第二树脂基体的相容性。
12.根据权利要求2或3所述的复合材料结构件,其特征在于,所述过渡层包括多层第二纤维布和第二树脂基体,多层所述第二纤维布层叠设置,多层所述第二纤维布嵌设于所述第二树脂基体中。
13.根据权利要求12所述的复合材料结构件,其特征在于,所述第二纤维布的材料包括玻璃、陶瓷、芳纶、聚乙烯中的至少一种。
14.根据权利要求12或13所述的复合材料结构件,其特征在于,所述第一纤维布的材料与所述第二纤维布的材料不同。
15.根据权利要求1-14任一项所述的复合材料结构件,其特征在于,所述第二表面的粗糙度大于或者等0.2微米,且小于或者等于10微米。
16.根据权利要求1-15任一项所述的复合材料结构件,其特征在于,所述l1大于或者等于0,且小于或者等于30。
17.根据权利要求1-16任一项所述的复合材料结构件,其特征在于,所述l2大于或者等于90,且小于或者等于100。
18.根据权利要求1-17任一项所述的复合材料结构件,其特征在于,所述第一预设颜色在lab颜色空间中对应的a值为a1,所述第一预设颜色在lab颜色空间中对应的b值为b1,所述a1大于或者等于-30,且小于或者等于30,所述b1大于或者等于-30,且小于或者等于30。
19.根据权利要求1-18任一项所述的复合材料结构件,其特征在于,所述第二预设颜色在lab颜色空间中对应的a值为a2,所述第二预设颜色在lab颜色空间中对应的b值为b2,所述a2大于或者等于-30,且小于或者等于30,所述b2大于或者等于-30,且小于或者等于30。
20.一种电子设备的壳体,其特征在于,所述壳体的至少一部分为权利要求1~19中任一项所述的复合材料结构件。
21.一种电子设备,其特征在于,包括:
