本文選題：連續(xù)Cf/Al復合材料　切入點：真空壓力浸滲　出處：《上海交通大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：連續(xù)碳纖維增強鋁基復合材料具有高的比強度、比模量、熱膨脹系數(shù)低、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)異的力學性能及物理性能,在航空航天等多個領域顯示出了巨大的潛力。本文主要研究了真空壓力浸滲法制備連續(xù)碳纖維增強鋁基復合材料以及制備CRALL復合板的工藝,為制備高性能連續(xù)碳纖維增強鋁基復合材料提供依據(jù)。采用真空壓力浸滲法制備連續(xù)Cf/Al復合材料的參數(shù)為浸滲溫度780℃,預制件預熱溫度600℃,浸滲壓力為1.5MPa氮氣壓,浸滲結束后沖水快速冷卻。當預制件預熱溫度較低時,不利于浸滲過程的進行,復合材料的致密度低;而預熱溫度過高時,界面反應嚴重,界面處有較多反應產(chǎn)物存在。增大浸滲壓力有利于浸滲過程的進行,從而提高材料致密度,減少復合材料中的空洞。采用溶膠-凝膠法制備的氧化鋁涂層能夠均勻覆蓋于碳纖維表面,能對碳纖維起到良好的保護作用。氧化鋁涂層能夠阻止碳纖維與鋁熔體的界面反應,抑制界面反應產(chǎn)物Al4C3的生成,使得碳纖維與鋁基體的界面較為純凈。同時,氧化鋁涂層能夠改善碳纖維與鋁熔體的潤濕性,使浸滲更加完全,所制備出的復合材料的抗拉強度也有明顯提高。連續(xù)Cf/Al復合材料軸向的熱膨脹系數(shù)具有隨著溫度的升高而降低的特點,并低于10×10-6K-1(30℃-200℃),這大大低于鋁合金基體的熱膨脹系數(shù),這一特性得益于碳纖維的負膨脹系數(shù)。因此連續(xù)Cf/Al復合材料表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性。實驗制備的碳纖維體積分數(shù)為20.8%的CRALL復合層壓板材料的抗拉強度可達1010MPa,已接近理論強度。隨著固化壓力的減小,CRALL的抗拉強度也隨之下降,通過對其微觀組織進行觀察,可以看出CRALL內(nèi)部膠粘劑層增厚,碳纖維增強層出現(xiàn)了分層現(xiàn)象。同時,鋁板經(jīng)過表面處理后可以增大其表面積,同時增強鋁板與環(huán)氧樹脂膠粘劑的界面結合,提高復合板的層間剪切強度,從而提高CRALL的拉伸性能。實驗證明使用市售的碳纖維預浸料可以制備出性能優(yōu)異的CRALL。
[Abstract]:Continuous carbon fiber reinforced aluminum matrix composites have excellent mechanical and physical properties such as high specific strength, specific modulus, low thermal expansion coefficient and good dimensional stability. It has shown great potential in many fields, such as aerospace. In this paper, the preparation of continuous carbon fiber reinforced aluminum matrix composites by vacuum pressure infiltration and the preparation of CRALL composite plates are studied. In order to provide the basis for the preparation of high performance continuous carbon fiber reinforced aluminum matrix composites, the parameters of preparing continuous Cf/Al composites by vacuum pressure infiltration are as follows: infiltration temperature 780 鈩，

本文編號：1651462