Cf-Mg復(fù)合材料制備與組織性能研究.pdf

1、本文研究了碳纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的壓力浸滲工藝，研究了預(yù)制件保溫溫度，熔體溫度以及預(yù)制體結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料組織性能的影響，獲得了壓力浸滲最佳工藝參數(shù)并制備了單向碳纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料、雙向碳纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料，研究了復(fù)合材料中基體成分和纖維排列方向?qū)Σ牧辖M織性能的影響。還研究了Cf/Mg復(fù)合材料界面反應(yīng)和界面處的第二相生成機(jī)制。在此基礎(chǔ)上成功制備了基于魚皮仿生結(jié)構(gòu)的Ti/Cf/Mg復(fù)合材料。
　　研究表明，用丙酮和酒精混合溶液超聲清

2、洗1h，然后在450℃下加熱20min后表面去膠效果最好。將碳纖維絲以5°纏繞在石墨棒上制成預(yù)制體或者將纖維布剪成小片后緊密排列后置入帶孔石墨槽中制成預(yù)制體，同時采用450℃的預(yù)制體保溫溫度，在鎂合金熔體為800℃條件下進(jìn)行壓力滲透。在這種工藝下制備的復(fù)合材料力學(xué)性能較好。其中單向碳纖維絲增強(qiáng)AZ91合金的抗彎強(qiáng)度和模量最高。其抗彎強(qiáng)度達(dá)到了870MPa，模量為164GPa相比于合金提高了350％。單向編織布中的編織線以及雙向纖維布中垂

3、直受力方向的纖維導(dǎo)致復(fù)合材料的強(qiáng)度降低。
　　碳纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料界面處存在界面反應(yīng)，第二相主要有塊狀β-Mg17Al12，針狀相Al4C3以及片狀相Mg2Si。復(fù)合材料主要強(qiáng)化機(jī)制是載荷傳遞，熱錯配機(jī)制和界面處納米級第二相的Orowan強(qiáng)化機(jī)制。
　　采用最佳工藝制備的仿生結(jié)構(gòu)的Ti/Mg/Cf復(fù)合材料組織均勻，沒有氣孔和裂紋?；w中的Al元素在鈦網(wǎng)表面偏聚，Ti/AZ91/Cf中第二相在鈦網(wǎng)周圍呈連續(xù)網(wǎng)狀分布導(dǎo)致材料脆