鋁-碳纖維復(fù)合泡沫材料制備與壓縮性能的研究.pdf

1、泡沫鋁是由金屬相和氣孔組成的復(fù)合材料，可廣泛應(yīng)用于交通運輸、建筑機(jī)械、冶金化工、電子通訊和航天航空等多個領(lǐng)域，對其研究已經(jīng)成為當(dāng)今世界材料科學(xué)高技術(shù)領(lǐng)域的重要研究、開發(fā)熱點之一。目前在工業(yè)應(yīng)用中，人們對泡沫鋁的力學(xué)性能越來越關(guān)注，尤其是其能量吸收性能。
　　 在泡沫鋁發(fā)泡時，將碳纖維加入鋁熔體中，制備碳纖維增強(qiáng)泡沫鋁材料。為改善碳纖維與鋁基體的潤濕性，在硫酸銅酸性鍍液中對預(yù)處理后的碳纖維進(jìn)行了鍍銅處理，電鍍后在碳纖維表面形成了均

2、勻的鍍層。采用熔體發(fā)泡法分別制備了碳纖維含量為0.35，1.0和1.7v01.％的鋁/碳纖維復(fù)合泡沫材料。制備的鋁/碳纖維復(fù)合泡沫材料的孔隙率在79.3％～90.6％之間，最小表觀密度可達(dá)0.26g/cm3。
　　 測試了鋁/碳纖維復(fù)合泡沫材料的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮性能，鋁/碳纖維復(fù)合泡沫材料的壓縮曲線均比較平緩，顯示出比較明顯的塑性材料的特征。分析了泡沫鋁的密度，孔結(jié)構(gòu)及碳纖維含量等對泡沫鋁強(qiáng)度和彈性模量的影響以及相對密度對壓實應(yīng)變的影

3、響。研究結(jié)果表明：鋁/碳纖維復(fù)合泡沫材料的屈服強(qiáng)度隨纖維含量的增加而增大，試樣最大的屈服強(qiáng)度可以達(dá)到9.51MPa。碳纖維含量為1.7v01.％，密度為0.54g/cm3的泡沫鋁樣品，屈服強(qiáng)度可以達(dá)到9.3MPa，
　　 對鋁/碳纖維復(fù)合泡沫材料的吸能性能進(jìn)行了分析，對不同密度、不同碳纖維含量泡沫鋁的能量吸收能力、能量吸收效率進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：隨著碳纖維含量的增加，泡沫鋁試樣吸收能量明顯提高，碳纖維含量越大，吸收能量的能力越