资源描述：
《偏磷酸铝在cfal复合材料中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、国 防 科 技 大 学 学 报第21卷第3期 JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.21No.31999X偏磷酸铝在Cf/AL复合材料中的应用万 红 郭 翔 斯永敏 卓 钺 杨德明 费肖卿(国防科技大学材料科学与应用化学系 长沙 410073) 摘 要 以高模高强石墨纤维M40J增强铝基复合材料为研究对象,研究了真空液相压渗工艺中,偏磷酸铝粘接剂对纤维预制件抗压性能及复合材料力学性能的影响。结果表明:偏磷酸铝的含量、Al/P原子比及
2、处理温度对预制件的抗压性能均有显著影响,加入5%偏磷酸铝粘接剂溶液的预制件,经500°C处理后的抗压性能满足压渗要求,纤维保持了较好的平直度及分布均匀性,所制备的复合材料抗拉强度大于500MPa,抗弯强度大于800MPa。关键词 偏磷酸铝,粘接剂,预制件,Cf/Al分类号TB312TheApplicationofanAcidPhosphateBinderinCf/AlCompositeWanHongGuoXiangZhuoYueYangDemingFeiXiaoqing(DepartmentofM
3、aterialsEngineeringandAppliedChemistry,NUDT,Changsha,410073)AbstractM40Jgraphitefiberreinforcedaluminumcompositeisfabricatedbyavacuumliquidinfiltrationprocessandtheeffectsofanacidphosphatebinderonthepropertiesofthefiberpreformanditscompositearestudied
4、inthispa-per.ItisfoundthattheatomratioofAl/Pintheacidphosphate,thecontentofthebinderandthepreheatedtempera-tureofthepreformaffectthecompresspropertyofthepreformobviously.Afteradding5%binderandheatingitat500°C,thepreformhasenoughcompressstrengthforliqu
5、idinfiltrationandthefiberdistributeevenlyinthecomposite.Thetensilestrengthandthebendstrengtharegreaterthan500MPaand800MParespectively.Keywordsacidphosphate,binder,preform,Cf/Alcomposite碳纤维增强铝基复合材料由于具有良好的性能价格比,一直是金属基复合材料的研究重点。液相浸渗法是制备金属基复合材料较经济的方法,其基本原
6、理是采用机械或惰性气体压力将液体金属压入由增强物制成的预制件中,预制件的性能将对复合材料的性能产生很大的影响。对于晶须或颗粒增强物而言,必须使用粘接剂以保证预制件有足够的强度,使其在浸渗过程中不至变形,而粘接剂又不应影响基体的浸渗及复合材料的性能,如何选用粘接剂种类、数量及其处理方法是非常重要的。常用的[1～3]粘接剂有SiO2、Al2O3、偏磷酸盐等。对于纤维增强物而言,相关的研究工作却很少。采用液相浸渗法制备碳/铝复合材料时,由于碳纤维与铝的润湿性、相容性差,且纤维的直径较小,束丝根数较多,因
7、而往往需要在较大的压力下进行铝液浸渗。为了防止纤维的氧化降级,减少毛细阻力,往往还要在真空下浸渗,因而工艺设备较为复杂。如最常用的真空反压工艺,浸渗过程须在高压釜中进行,试样的形状和尺寸受到限制;常用的真空挤压铸造工艺难以实现试件的净成型。另外,浸渗方向对实现铝液与碳纤维的完全浸渗也很重要。当铝液沿垂直于纤维轴向浸渗即外加压力垂直于纤维轴向时,预制件首先被压实,纤维的间距减小甚至为零,因而浸渗阻力增加,造成浸渗不完全的现象,并且复合材料的厚度及体积分数难以控制。而沿纤维轴向进行液铝浸渗时,铝液与纤
8、维的复合难度减少,并容易实现复合材料的净成型。我们在总结其它工艺的基础上,提出一套真空液相压渗工艺,采[4]用较为简单的设备,以类似于挤压铸造的方法实现碳纤维与铝液的浸渗,浸渗方向与纤维轴向平行。为了增加纤维间距,减少复合阻力,采用SiCp混杂。通过实验发现,预制件的刚度对碳/铝复合材料中纤维直列度及分布均匀性有很大的影响,预制件的刚度过低,在压渗过程中往往出现纤维移位的现象,X1998年9月17日收稿第一作者:万红,女,1966年生,讲师42国防科技大学学报1999年第3期造成复
