短碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)材料性能的要求越來越高，使得單一材料難以滿足實(shí)際應(yīng)用性能的要求，這也就促進(jìn)了金屬基復(fù)合材料的迅猛發(fā)展。碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料由于具有高的比強(qiáng)度、比剛度以及良好的高溫性能和尺寸穩(wěn)定性，受到越來越廣泛的關(guān)注。
　　本文采用熔體真空攪拌鑄造法制備短碳纖維增強(qiáng)鋁合金復(fù)合材料，并對(duì)復(fù)合材料的微觀組織和界面微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察和分析;測(cè)試了復(fù)合材料的硬度、密度和強(qiáng)度，并對(duì)復(fù)合材料的斷口進(jìn)行了觀察和分析;此外還研究了復(fù)合材料的

2、熱膨脹性能，并分析了碳纖維含量、尺寸大小和預(yù)處理狀態(tài)等因素對(duì)復(fù)合材料熱膨脹性能的影響。
　　復(fù)合材料的組織和性能研究表明:短碳纖維在鋁基體上、中、下不同的部位分布較均勻，沒有明顯的偏聚現(xiàn)象。碳纖維與合金基體之間孔隙很少，結(jié)合緊密，未發(fā)生嚴(yán)重的C/Al界面反應(yīng)，說明碳纖維表面化學(xué)鍍銅能夠解決碳纖維與鋁基體潤(rùn)濕性差的問題。隨著碳纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)合材料的密度逐漸降低，硬度值增加，抗拉強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度呈先升高后降低的趨勢(shì)，延伸率則呈逐

3、漸下降趨勢(shì)。碳纖維的尺寸對(duì)復(fù)合材料的硬度值變化影響不大，隨碳纖維尺寸增加，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)碳纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％，長(zhǎng)度為2mm時(shí)，復(fù)合材料的綜合性能最佳。
　　復(fù)合材料熱膨脹性能研究表明，Cf/Al復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)低于基體合金的熱膨脹系數(shù)，基體合金不同，Cf/Al復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)也不相同。隨碳纖維長(zhǎng)度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，Cf/Al復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)均呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。Cf/Al復(fù)合材