熱壓法制備碳纖維增強鋁基復(fù)合板的界面結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、碳纖維增強鋁基復(fù)合材料因同時具備了鋁合金與碳纖維的優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域。但其所面臨的鋁基體與碳纖維增強體低溫不“潤濕”和高溫界面反應(yīng)問題嚴(yán)重制約著碳纖維增強鋁基復(fù)合材料的發(fā)展?；诖?，本文通過熱壓法制備出了無涂層處理的碳纖維編織布增強鋁基復(fù)合板，并利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、X射線衍射分析儀(XRD)和電子萬能試驗機(jī)等多種先進(jìn)測試手段深入研究了碳纖維增強鋁基復(fù)合板的界面微觀組織結(jié)

2、構(gòu);測試了不同狀態(tài)下碳纖維增強鋁基復(fù)合板的力學(xué)性能，揭示了碳纖維增強鋁基復(fù)合板的界面組織結(jié)構(gòu)與其力學(xué)性能的內(nèi)在聯(lián)系。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)通過熱壓法，使用純鋁為金屬基體，表面無涂層的碳纖維編織布為增強體，在600℃、620℃、640℃和660℃下，成功地制備出了碳纖維增強鋁基復(fù)合板。
　　(2)通過對不同溫度下制備的復(fù)合板的界面結(jié)合狀態(tài)進(jìn)行顯微觀察可以得出:隨著溫度的升高，界面結(jié)合狀態(tài)呈拋物線變化趨勢，在640℃下，

3、復(fù)合板的界面結(jié)合狀態(tài)最好。在這種制備工藝下，復(fù)合板界面結(jié)合良好，沒有宏觀裂紋，孔洞等缺陷，界面上也沒有脆性相Al4C3被檢測到，界面結(jié)合以擴(kuò)散溶解結(jié)合為主，機(jī)械咬合為輔。
　　(3)不同溫度下制備的單層碳纖維增強鋁基復(fù)合板的界面結(jié)合性能和拉伸性能結(jié)果表明:隨著溫度的升高，界面結(jié)合性能和拉伸性能都是先升高后降低，在640℃下，復(fù)合板的綜合性能最高，界面結(jié)合強度達(dá)5.43MPa，拉伸強度達(dá)103.5MPa。
　　(4)不同纖維層