铝－纤维层压体.pdf

一种示例性纤维金属层压体，该层压体包括至少两层金属层和至少一层粘接在两层金属层之间的纤维层。该纤维层包括树脂基体和弹性横量大于约270GPa的有机聚合物纤维。聚合物纤维可包括聚二咪唑并亚吡啶基纤维。金属层可包括预处理过的铝合金层。

1.  纤维-金属层压体，其包括：
至少两层金属层；及
置于两层金属层之间的至少一层纤维层，该至少一层纤维层包括树脂基体和弹性模量大于约270GPa的有机聚合物纤维。

2.  权利要求1所述的层压体，其中所述至少一层纤维层粘接在所述至少两层金属层上。

3.  权利要求1所述的层压体，其中所述聚合物纤维不与金属层发生原电池反应。

4.  权利要求1所述的层压体，其中所述聚合物纤维包括聚二咪唑并亚吡啶基纤维。

5.  权利要求4所述的层压体，其中聚二咪唑并亚吡啶基纤维包括聚{2，6-二咪唑并[4，5-b4′，5′-e]亚吡啶基-1，4(2，5-二羟基)亚苯基}纤维。

6.  权利要求1所述的层压体，其中所述至少两层包括铝合金。

7.  权利要求1所述的层压体，其中所述铝合金包括可热处理的铝合金。

8.  权利要求6所述的层压体，其中所述铝合金包括2024铝合金。

9.  权利要求6所述的层压体，其中所述铝合金包括7075铝合金。

10.  权利要求6所述的层压体，其中所述铝合金包括7055铝合金。

11.  权利要求6所述的层压体，其中所述铝合金包括2000系列铝合金。

12.  权利要求6所述的层压体，其中所述铝合金包括7000系列铝合金。

13.  权利要求6所述的层压体，其中所述铝合金包括5000系列铝合金。

14.  权利要求6所述的层压体，其中所述铝合金包括6000系列铝合金。

15.  权利要求1所述的层压体，其中所述至少两层包括钛合金。

16.  权利要求1所述的层压体，其中所述至少两层包括不锈钢合金。

17.  权利要求1所述的层压体，其中所述树脂基体包括环氧树脂。

18.  权利要求1所述的层压体，其中所述树脂基体包括热固性材料。

19.  权利要求1所述的层压体，其中所述至少两层金属层构成层压体的不足40重量％。

20.  权利要求1所述的层压体，其中所述至少两层金属层构成层压体的约10体积％～50体积％。

21.  权利要求1所述的层压体，其中至少一部分纤维沿基本相同的方向排列。

22.  权利要求21所述的层压体，其中多于90％的纤维沿基本相同的方向排列。

23.  权利要求21所述的层压体，其中约100％的纤维沿基本相同的方向排列。

24.  权利要求1所述的层压体，其中至少一部分纤维彼此成45°角排列。

25.  权利要求1所述的层压体，其中所述至少一部分纤维沿多个方向排列。

26.  权利要求1所述的层压体，其中所述纤维包括连续纤维。

27.  权利要求1所述的层压体，其中所述至少两层金属层包括3至15层。

28.  权利要求1所述的层压体，其中所述至少一层纤维层包括3至15层纤维。

29.  权利要求1所述的层压体，其中所述至少两层金属层的每层厚度均为约0.004英寸至约0.025英寸。

30.  权利要求1所述的层压体，其中所述至少两层金属层进行过表面预处理。

31.  权利要求30所述的层压体，其中所述预处理包括磷酸阳极氧化。

32.  权利要求30所述的层压体，其中所述预处理包括对所述至少两层金属层涂覆以相间层。

33.  权利要求32所述的层压体，其中所述预处理包括溶胶-凝胶表面准备。

34.  权利要求2所述的层压体，其中所述至少一层纤维层用粘合剂粘接。

35.  权利要求34所述的层压体，其中所述粘合剂包括环氧粘合剂。

36.  权利要求1所述的层压体，其还包括至少一层布置在所述至少两层金属层之间的芯层。

37.  权利要求36所述的层压体，其中所述芯层包括蜂窝状芯。

38.  权利要求37所述的层压体，其中所述蜂窝状芯包括六边形蜂窝状芯。

39.  一种纤维-金属层压体，其包括：
至少两层铝合金层；和
至少一层粘接在所述至少两层铝合金层之间的树脂-纤维层，所述树脂-纤维层包括树脂基体和聚二咪唑并亚吡啶基纤维。

40.  权利要求39所述的层压体，其中聚二咪唑并亚吡啶基纤维包括聚{2，6-二咪唑并[4，5-b4′，5′-e]亚吡啶基-1，4(2，5-二羟基)亚苯基}纤维。

41.  权利要求39所述的层压体，其中所述铝合金包括可热处理的铝合金。

42.  权利要求41所述的层压体，其中所述铝合金包括2024铝。

43.  权利要求41所述的层压体，其中所述铝合金包括7075铝合金。

44.  权利要求41所述的层压体，其中所述铝合金包括7055铝合金。

45.  权利要求41所述的层压体，其中所述铝合金包括2000系列铝合金。

46.  权利要求41所述的层压体，其中所述铝合金包括7000系列铝合金。

47.  权利要求41所述的层压体，其中所述铝合金包括5000系列铝合金。

48.  权利要求41所述的层压体，其中所述铝合金包括6000系列铝合金。

49.  权利要求39所述的层压体，其中所述至少一层树脂-纤维层用粘合剂粘接在所述至少两层之间。

50.  权利要求39所述的层压体，其中所述树脂基体包括环氧树脂。

51.  权利要求39所述的层压体，其中所述树脂基体包括热固性材料。

52.  权利要求39所述的层压体，其中所述至少两层金属层构成层压体的不足40重量％。

53.  权利要求39所述的层压体，其中所述至少两层金属层构成层压体的约10体积％～50体积％。

54.  权利要求39所述的层压体，其中多于约90％的纤维沿基本相同的方向排列。

55.  权利要求54所述的层压体，其中约100％的纤维沿基本相同的方向排列。

56.  权利要求39所述的层压体，其中至少一部分所述纤维彼此成45°角排列。

57.  权利要求39所述的层压体，其中至少一部分所述纤维沿多个方向排列。

58.  权利要求39所述的层压体，其中所述至少两层金属层包括3至15层金属层。

59.  权利要求39所述的层压体，其中所述至少一层纤维层包括3至15层聚合物纤维增强层。

60.  权利要求39所述的层压体，其中所述至少两层金属层的每层厚度均为约0.004英寸至约0.025英寸。

61.  权利要求39所述的层压体，其中所述至少两层金属层经表面预处理。

62.  权利要求61所述的层压体，其中预处理包括磷酸阳极氧化。

63.  权利要求61所述的层压体，其中所述预处理包括溶胶-凝胶表面准备。

64.  权利要求61所述的层压体，其中所述预处理包括对所述至少两层金属层涂覆以相间层。

65.  权利要求39所述的层压体，其还包括至少一层布置在所述至少两层金属层之间的中空芯层。

66.  权利要求65所述的层压体，其中所述中空芯层包括蜂窝状芯。

67.  权利要求66所述的层压体，其中所述蜂窝状芯包括六边形蜂窝状芯。

68.  一种航空器复合组件，该组件包括：
至少两层铝合金箔层，其厚度均为约0.004英寸至约0.025英寸；以及
至少一层粘接在至少两层箔层之间的聚合物复合层，该复合层包括树脂基体和直线排列的聚二咪唑并亚吡啶基纤维。

69.  权利要求68所述的层压体，其中聚二咪唑并亚吡啶基纤维包括聚{2，6-二咪唑并[4，5-b4′，5′-e]亚吡啶基-1，4(2，5-二羟基)亚苯基}纤维。

70.  权利要求68所述的层压体，其中所述铝合金包括2024铝合金。

71.  权利要求68所述的层压体，其中所述铝合金包括7075铝合金。

72.  权利要求68所述的层压体，其中所述铝合金包括7055铝合金。

73.  权利要求68所述的层压体，其中所述树脂基体包括环氧树脂。

74.  权利要求68所述的层压体，其中所述至少两层金属层构成层压体的不足40重量％。

75.  权利要求68所述的层压体，其中所述至少两层金属层构成层压体的约10体积％～50体积％。

76.  权利要求68所述的层压体，其中多于90％的纤维沿基本相同的方向排列。

77.  权利要求68所述的层压体，其中约100％的纤维沿基本相同的方向排列。

78.  权利要求68所述的层压体，其中至少一部分所述纤维彼此成45°角排列。

79.  权利要求68所述的层压体，其中至少一部分所述纤维沿多个方向排列。

80.  权利要求68所述的层压体，其中所述至少两层金属层包括3至15层。

81.  权利要求68所述的层压体，其中所述至少一层聚合物复合层包括3至15层聚合物复合层。

82.  权利要求68所述的层压体，其中所述至少两层金属层经表面预处理。

83.  权利要求82所述的层压体，其中所述预处理包括磷酸阳极氧化。

84.  权利要求82所述的层压体，其中所述预处理包括溶胶-凝胶表面制备。

85.  权利要求68所述的层压体，其还包括至少一层布置在所述至少两层金属层和所述至少一层聚合物复合层之间的溶胶-凝胶相间层。

86.  权利要求68所述的层压体，其还包括至少一层布置在所述至少两层金属层之间的芯层。

87.  权利要求86所述的层压体，其中所述至少一层芯层包括蜂窝状芯。

88.  制造纤维-金属层压体的方法，该方法包括：
提供多层金属层；
将弹性模量大于约270GPa的多根聚合物纤维排列成至少一层纤维层；以及
将所述至少一层纤维层夹在多层金属层之间。

89.  权利要求88所述的方法，其还包括将至少一层高模量纤维层粘接到邻接该高模量纤维层的多层金属层上。

90.  权利要求88所述的方法，其还包括对所述多层金属层进行预处理。

91.  权利要求90所述的方法，其中所述预处理包括用溶胶-凝胶涂层进行预处理。

92.  权利要求88所述的方法，其中聚二咪唑并亚吡啶基纤维包括聚{2，6-二咪唑并[4，5-b4′，5′-e]亚吡啶基-1，4(2，5-二羟基)亚苯基}纤维。

93.  权利要求88所述的方法，其中所述多层金属层包括铝合金。

94.  权利要求88所述的方法，其中所述多层金属层包括钛合金。

95.  权利要求88所述的方法，其中所述多层金属层包括不锈钢合金。

96.  权利要求88所述的方法，其中所述树脂基体包括环氧树脂。

97.  权利要求88所述的方法，其中所述至少两层金属层构成层压体的不足40重量％。

98.  权利要求88所述的层压体，其中所述至少两层金属层构成层压体的约10体积％～50体积％。

99.  权利要求88所述的方法，其还包括在所述多层金属箔层之间形成中空芯。

100.  权利要求99所述的方法，其中形成中空芯包括形成蜂窝状芯。

101.  按照以下方法制造的纤维-金属层压体，该方法包括：
提供多层金属层；
将弹性模量大于约270GPa的多根聚合物纤维排列成至少一层纤维层；以及
将所述至少一层纤维层夹在多层金属层之间。

102.  权利要求101所述的层压体，制造该层压体的方法还包括将至少一层高模量纤维层粘接到邻接该高模量纤维层的多层金属层上。

103.  权利要求101所述的层压体，制造该层压体的方法还包括对所述多层金属层进行预处理。

104.  权利要求103所述的方法，其中所述预处理包括用溶胶-凝胶涂层进行预处理。

铝-纤维层压体
技术领域
总起来说，本发明涉及复合材料，更具体地说，本发明涉及纤维增强的层压体。
背景技术
诸如航空器之类的设备一般使用铝合金作结构材料及表层材料。由于需要减轻航空器的重量，所以在航空器上使用重量轻的复合材料也已很普遍。这种重量轻的复合材料包括纤维金属层压体(FML)。作为一个例子，利用设置在铝或其他金属层之间的碳纤维和玻璃纤维层，已经开发出来复合铝纤维层压体和其他金属纤维层压体。许多模量较小的纤维不与铝发生原电池反应(galvanically reactive)。然而，当层压体被反复加载时，低模量纤维如玻璃可能不具有足够高的弹性横量，从而无法承受重大载荷，而不会潜在地作用于铝层过大的应力或者导致铝层疲劳。
使用具有高强度特性的纤维，例如高模量纤维是合乎需要的。然而，高模量纤维，例如石墨常与层压体中的金属发生原电池反应。
因此，本领域中对具有高弹性模量和低原电池反应性的纤维的纤维金属层压体的需要还未得到解决。
发明概述
本发明的实施方案提供了一种纤维-金属层压体，其中纤维具有高模量和低原电池反应性。有利的是，该纤维-金属层压体为铝-纤维层压体。本发明的纤维金属层压体具有适当的高强度特性和低原电池反应性，因此很适合用于诸如航空器之类设备的结构材料和表层材料。
本发明的例证性实施方案提供一种纤维-金属层压体。设置至少两层金属层和在两层金属层之间粘结至少一层纤维层。纤维层合适地包括树脂基体和弹性模量大于约270GPa的有机聚合物纤维。
根据本发明的另外一些方面，该聚合物纤维可以包括聚二咪唑并亚吡啶基纤维(poly diimidazo pyridinylene fiber)。根据本发明的其他方面，金属层可以包括预处理过的铝合金层。
附图说明
以下参照下列附图，详细描述本发明优选的且替代性的实施方案。
图1为按照本发明一个实施方案的示例性纤维-金属层压体的局部剖视等距视图(cutaway isometric drawing)；
图2为按照本发明另一个实施方案的示例性纤维-金属层压体的局部剖视等距视图；
图3为按照本发明又另一个实施方案的示例性纤维-金属层压体的局部剖视等距视图；
图4A为按照本发明再一个实施方案的示例性纤维-金属层压体的横截面图；
图4B为按照本发明再一个实施方案的示例性纤维-金属层压体的横截面图；
图5A为本发明的具有蜂窝状芯层的示例性纤维-金属层压体的等距视图。
图5B为本发明的蜂窝状芯层的示例性纤维-金属层压体航空器机身部分的横截面图；以及
图6为制造本发明纤维-金属层压体的示例性方法的流程图。
发明内容
为概观起见，本发明的例证性实施方案提供了一种纤维-金属层压体。设置至少两层金属层和在两层金属层之间粘结至少一层纤维层。纤维层合适地包括树脂基体和弹性模量大于约270GPa的有机聚合物纤维。
根据本发明的另外一些方面，该聚合物纤维可以包括聚二咪唑并亚吡啶基纤维。根据本发明的其他方面，金属层可以包括预处理过的铝合金层。
参照图1，一种示例性、非限制性的纤维-金属层压体10包括四层金属层24以及三层纤维层20。各纤维层20粘接在两层金属层24之间。在这个非限制性的例子中，层压体10包括七个层。外面两层为金属层24。然而，应当理解的是，可按特定应用所需，提供任何层数。
借助非限制性实例，在本发明的一个优选实施方案中，金属层24包括厚约0.004英寸和约0.025英寸之间的可热处理铝合金箔层。正如下面结合图4B另外描述的那样，也可用厚度更大的箔层。金属层24可以包括位于金属层24内的箔段(foil section)25之间的对接接头26。纤维层20也可适当地包括对接段(未示出)，以允许视所计划的层压体10的应用而定，将层压体10制成大型片材。用于金属层24的合适铝合金箔包括2000、5000、6000和7000系列可热处理及不可热处理的铝合金，包括但不限于2024、7075和7055。其他合适的金属箔可以包括钛及高强度不锈钢。
对于主要处于拉伸载荷下的结构件和表层来说，金属层24和纤维层20一起使用允许少用或不用交叉帘布层(cross-ply)，与单纯的纤维复合的层压体相反。在金属层24的平面上，金属层24在所有方向上承受大致相等的应力，而纤维22在大体平行于纤维22的方向上显示的强度比相对于纤维22倾斜的方向上显示的强度高得多。层压体10中的金属层24还增加了导电性、隔潮性、耐候性和耐损坏性的益处。与单独的纤维层20相比，各金属层24对尖锐物体呈现更大的抵抗性，而且当被其他物体碰撞时，呈现可见的撞击破坏。图1中，纤维层20中的纤维22全都朝同一方向排列。应当理解的是，在需要高抗剪刚度(shear stiffness)的部位上，例如飞机机翼和某些机身部位，纤维22彼此以任何角度排列，其中包括与初始应力方向成45°角。
有利的是，纤维层20包括模量很高的、不与铝发生原电池反应的聚合物纤维。高模量纤维22承受施加于层压体10的大部分应力，而将金属层24的过应力(over-stressing)和疲劳减到最低程度。模量很高的非反应性聚合物纤维可使层压体10仅为金属重量的约10％至约40％(metal by weight)。同时，例如对于如结构接头那样对复合载荷(complex loading)需要额外的多向应力承载能力的部位，层压体10可以是金属体积的10％至50％(metal byvolume)。
在一个优选实施方案中，纤维层20包括固定聚合物纤维22的树脂基体(未示出)。该树脂基体常为热固性材料；使层压体可遇热固化。借助非限制性实例，示例性树脂基体包括热固性环氧树脂和例如Toray 3900-2、CytecCYCOM 934和Hexcel F155这样的树脂；双马来酰胺类粘合剂如Cytec5250-4；以及氰酸酯如Stesalit PN-900。基体树脂通常可热固化。树脂可与纤维22一起成型为“预浸渍体”，亦即常包括多层纤维22的预组装预浸渍层。多个预浸渍体(未示出)可形成纤维层20。
有利的是，在本发明的一个优选实施方案中，层压体10包括模量很高的非反应性聚合物纤维22，其弹性模量超过约270GPa。示例性的弹性模量很高的非反应性纤维包括但不限于，聚2，6-二咪唑并[4，5-b4′，5′-e]亚吡啶基-1，4(2，5-二羟基)亚苯基(“PIPD”)，例如Magellan Systems International制造的M5纤维，其弹性模量超过300GPa。另外一种弹性模量很高的非反应性聚合物为聚(p-亚苯基-2，6-苯并二噁唑)(“PBO”)，例如日本大阪Toyobo有限公司制造的Zylon。通常将纤维22直线排列组装并嵌入树脂基体至以形成纤维层20。
在目前优选的实施方案中，金属层24在层压体10组装过程中与纤维层20粘接。合适的是，当层压体10被组装以及在热固化过程中保持在压力下时，纤维层20自身可与金属层24粘接。然而，如果需要，纤维层20和金属层24之间的粘结强度可得以提高，作为非限制性实例，其方法是：对金属层24进行预处理，以及在金属层24和纤维层20之间使用单独的粘合剂。
如果需要增大纤维层20和金属层24之间的粘结强度，则用于增大粘结强度的合适的任选粘合剂包括热固化环氧树脂，例如但不限于AppliedPoleramic，Inc.生产的MSR-355HSC及MSR-351。这些环氧树脂(未示出)用作纤维层20和金属层24之间的相间粘合剂。
可以对金属层24本身适当地进行预处理，以提高对纤维层20的粘结性，从而提高层压体10的强度和耐久性。预处理可以适当地包括多种金属预处理，包括酸或碱蚀刻、变换涂层(conversion coating)、磷酸阳极氧化等等。这些预处理可增加表面粗糙度，从而促进与粘合剂的更强的物理结合，或者可以促进与粘合剂的更强的化学结合。在一个目前优选的实施方案中，可在组装层压体10之前使用另外一种在金属层24上涂覆溶胶-凝胶涂层(sol-gel coating)的替代性预处理方法。溶胶凝胶法一般使用无机或者有机金属前体来形成无机聚合物溶胶。溶胶-凝胶涂层包括锆-硅酮涂层，例如Blohowiak等人的美国专利US 5,849,110、US 5,869,140及US 6,037,060中所描述的，所有这些专利文件在此一并引入作为参考。当金属层24和纤维层20粘结在一起时，产生的无机聚合物溶胶涂层可用作金属层24和纤维层20之间的相间层。预处理还可包括喷砂处理。喷砂处理也可适当地对金属层24中的合金进行冷加工处理。另外的示例性预处理可适当地包括热处理和湿珩磨(wet honing)。
应当理解的是，层压体10中包括金属层24可使纤维层20中的所有纤维22直线排列。通常，在不包括金属层24的复合材料中，适用10％-90°规则。正如本领域已知的，这意味着复合材料中的约10％的纤维与应力主轴成90°角取向。10％的纤维与应力主轴成90°角取向，这就防止了复合材料在剪切过程中被粉碎(disintegration)。当金属层24与例如高弹性模量非反应性聚合物纤维22的纤维层20结合时，低达10％的纤维可以与初始应力成90°角取向。因此，可组装并使用所有纤维22在共同方向上有利地直线排列的层压体10，不需添加材料和增加包括交叉帘布层的制造步骤。
在目前优选的实施方案中，如有要求，可适当地先对金属层24进行如上所述的预处理而合适地组装层压体10。然后，将纤维层20设置于金属层24之间。粘合剂(未示出)涂在金属层24和纤维层20之间的各边界上。将所得叠合坯料(stack)置于真空袋中。将该真空袋置入高压釜中。将真空袋抽真空，并对高压釜加压。
在适宜活化和固化粘合剂(未示出)和树脂基体(未示出)的温度下，将高压釜加热并保持足够的时间，使层压体10固化。应当理解的是，高压釜的温度和保持时间相应于适于固化粘合剂(未示出)和树脂基体(未示出)的温度和保持时间。在一个示例性实施方案中，使用350固化的树脂Toray 3900-2作为树脂基体(未示出)，将高压釜加热至约350并在此温度下保持约120分钟。热固化树脂粘合剂和基体树脂的一般固化温度包括在250至350±10之间固化约两小时。应当理解的是，粘合剂(未示出)在基体树脂(未示出)中的热固化也可有利地对金属层24同时进行热处理或者热老化。
还需理解的是，成型过程中，层压体10可在模具中成型，或者在固化之前形成复杂的形状。这可使层压体10成形并固化成为弯曲或者分段(segmented)形状，例如下面结合图5B所述的弧形截面。
转到图2，图中示出另外一种示例性层压体40的局部剖视等轴视图。与层压体10(图1)相似，层压体40包括四层金属层54和夹在各金属层54之间的三层纤维层50。然而，应当理解的是，可按特定应用场合所需，提供任何层数。金属层54用金属层54内部的具有对接接头56的金属箔来组装。这种层压体40的金属层54、纤维层50、基体树脂(未示出)、粘合剂(未示出)以及组装和固化的方法适当地为如上针对层压体10(图1)所描述的。然而，在此示例性实施方案中，纤维层50中的纤维51并不像层压体10(图1)那样全都在一个共同的方向上排列。而是，两个纤维层50中的纤维51直线排列，而第三纤维层50中的纤维51则与其他两层纤维层50的方向成90°取向。因此，层压体40比层压体10(图1)具有更大的多向强度，代价是在两层直线排列的纤维层50中的纤维51直线排列的方向上的强度有所降低。正如所指出的那样，层压体40还可包括那些适合使用层压体40的场合的、在任何方向组合上(in any combination of directions)直线排列的纤维。
应当理解的是，多个纤维层50可置于两层金属层54之间，由此提高纤维层50对金属层54之比。现在再参照图3，一种示例性层压体60包括两层金属层74。三层纤维层70、71和72夹在两层金属层70之间。在该实施方案中，这三层纤维层包括纤维75在第一方向上取向的两层第一纤维层70和72，以及介于两层第一纤维层70和72之间、其纤维与第一层70和72中的纤维75的方向成90°角取向的第二纤维层71。应当理解的是，多个纤维层可组装一起，并夹在各种数目的金属层74之间，金属层数目取决于将会施加在使用层压体60的组件上的应力。图3中，材料和组装方法还适当地为参照图1所描述的那样。
现在来参照图4a，本发明的另外一种示例性层压体80包括四层金属层94。在该实施方案中，借助非限制性实例，每对金属层94之间是多叠(multi-tier)纤维层92。每个多叠纤维层92包括四叠或四层全都直线排列的纤维93。因而，产生的层压体80包括十二叠纤维93和四层金属层94。用于层压体80的材料和组装方法适当地为参照图1所描述的。
就某些应用而言，层压体中的一个或多个金属层比其他各层厚可能是有利的。图4B中，另一种示例性层压体81除该层压体81包括厚于其他金属层94的最外金属层95外，与图4A中的层压体80相似。借助非限制性实例，当金属层结合在层压体81外侧时，较厚的金属层可提供附加的避雷保护(lightning protection)，可为着陆紧固件(landing fasteners)、托架(brackets)或者其他连接体(connections)提供额外的厚度，或者可提供附加的厚度以便进行随后的化学铣削(chemical milling)，从而形成更复杂的表面构型和厚度。
应当理解的是，可将中空芯层引入到高模量纤维-金属层压体中。再来参照图5A，一种示例性中空芯层压体110包括夹在两层纤维金属复合层120之间的蜂窝状芯层122，例如上面针对图1到图4所描述的。示例性层压体110中的中空芯层122为六角形蜂房式(celled)蜂窝层122，但不限于此。这种蜂窝包括Hexcel公司制造的铝蜂窝。应当理解的是，将中空芯122引入到纤维-金属层压体110中能增加层压体110的刚度。
本发明的高模量纤维层压体可有利地引入到飞机部件中。再来参照图5B，在机身表层部分130中引入本发明的示例性层压体。按特定应用所需，机身部分130成形为圆柱形或者圆锥形的形状(图中以二维剖面图示出)。在这个示例性实施方案中，该机身部分130包括夹在高模量纤维层140和金属层144之间的中空芯层152，它们全部被组装并固化成预成型的机身部分130。在这个示例性实施方案中，在中空芯层152的每一个侧面上都有多层的纤维-金属层压体组装件156。每个组装件156包括三层由对接铝合金箔构成的金属层144和两层纤维层140。纤维层140夹在所述金属层144之间。机身部分130用上面针对图1所描述的材料和方式来组装。因而，得到的机身部分130包括(从外到里)金属层144、纤维层140、金属层144、纤维层140、金属层144、中空芯层152、金属层144、纤维层140、金属层144、纤维层140以及最后的金属层144。如上所述，应当理解的是，机身部分130外侧和内侧具有金属层144适当地增大了组装件的防潮、耐损及耐候性。
转到图6，组装本发明纤维-金属层压体的示例性方法200从方框210开始，该步骤是对金属箔层进行预处理。方框210处进行的预处理包括例如涂覆溶胶-凝胶的预处理，如上面关于图1所描述的。对金属箔进行预处理后，在方框220处，将粘合剂涂到将在金属层和纤维层之间形成接合(junction)的部位。在方框230处，将纤维层夹入各金属层之间，从而制造层压组装件。在方框240处，以上面关于图1所描述的方式对层压体进行固化。固化通常包括热固化。这样，高模量纤维层就粘接到金属层上，由此形成本发明的纤维-金属层压体。
正如所指出的那样，尽管已经举例说明并描述了本发明的优选实施方案，但是仍可在不背离本发明的精神和范围的前提下进行许多变化。因此，本发明的范围不为优选实施方案的公开内容所局限。而是，本发明的范围应该完全由权利要求书来确定。