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《净成形真空液相压渗法制备碳铝复合材料.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第2-卷第:期稀有金属材料与工程XGFY2-,VGA:2%%%年$2月Q8QR/R68S/86RQT8SU8VWRV4TVRRQTV4WOIOZ[OK2%%%净成形真空液相压渗法制备碳铝复合材料!万红杨德明卓钺斯永敏费肖卿彭平"国防科技大学长沙#$%%&’(摘要利用自行设计的一套净成形真空液相压渗工艺装置制备了净成形碳纤维增强铝基复合材料)通过对纤维与颗粒混杂技术*粘结剂的选择*溶胶+凝胶法制备热解碳涂层效果的研究,使制备出的碳铝复合材料的纤维体积分数适中,纤维分布均匀)复合材料的拉伸强度及弹性模
2、量分别达到-#./01和2$3401)关键词碳铝复合材料真空液相压渗混杂涂层中图法分类号567’’$文献标识码58文章编号5$%%2+$3.9"2%%%(%:+%#$$+%#铝的化学相容性差,浸渗过程中易发生界面反应)为;前言了得到纤维分布均匀*性能高的复合材料,预制件中纤维的压实程度和整体抗压刚度*纤维表面的状态以束丝碳纤维"特别是高<数的束丝碳纤维(在连及压渗工艺参数的调整是关键因素)本研究以颗粒混续增强纤维中具有高的性价比,碳纤维增强铝基复合杂技术及粘结剂的选用来调整预制件抗压性能及纤材料具
3、有强的应用潜力)目前比较成功的碳铝复合工维的体积分数和分布,以溶胶+凝胶法制备热解碳涂艺有真空反压法和挤压铸造法等=$>)挤压铸造法的主层来有效地改善界面接合强度等,并制备出高性能的要弱点是难以实现近净成形,且一般加压过程在大气碳铝复合材料)气氛中进行?真空反压工艺是用高压气体把铝液压入纤维预制件中,由于安全原因,该工艺需在高压釜内@实验方案进行,相应的就限制了所制构件的尺寸)基于上述分析,并考虑碳铝复合材料的制备特点,作者自行开发@A;实验材料了一套净成形液相压渗工艺,模仿压力铸造方法,以所用增
4、强纤维为连续束丝碳纤维,如6’%%,压机推动柱塞使液铝压渗入装有纤维预制件的模具/#%B,基体采用铸造铝合金)采用自行设计的净成形内,省去了复杂的高压釜装置,成功制备了净成形的真空液相压渗法制备碳铝复合材料,复合工艺详见文大尺寸*高性能的连续石墨纤维增强的铝基复合材献=2>)料=2>)@A@工艺过程液相浸渗法制备碳铝复合材料,由于碳纤维与铝工艺过程包括纤维的处理*预制件的制备及与铝的润湿性差,且纤维的直径较小,束丝根数较多"多为液净成形复合’个部分,具体流程如图$所示)’<,:<,$2<(,因而浸
5、渗难度很大,同时碳纤维与图$工艺流程示意图CDEA$CFGHIJ1KLGMNKGIOPPOP收到初稿日期5$---+$2+22?收到修改稿日期52%%%+%’+$:作者简介5万红,女,$-::年,副教授,国防科技大学材料工程与应用化学系,长沙#$%%&’,电话5%&’$+#2$2&2’,R+Z1DF5H1JGE]万方数据Z1DFAJAIDMGAOLo]+’o稀有金属材料与工程’p卷降低程度有限$因此$采用两者共同混杂的方式后$既!结果与讨论能很好的控制复合材料的纤维体积分数$又能实现与
6、铝液的良好浸渗b图’Oc%本实验采用(SIJCKb’"(!"#颗粒混杂技术及其对纤维体积分数的影响)*c和’"(S淀粉颗粒悬浮液进行混杂制备纤维预制采用纤维束浸入颗粒悬浮液的方法来实现纤维件$可以使复合材料的纤维体积分数达到]‘S%与颗粒的混杂$可达到分散纤维的作用%混杂的均匀性及混杂量取决于悬浮液中颗粒的浓度&分散性&颗粒的粒度及悬浮液的稳定性%采用超声振荡可将颗粒团聚体及纤维束分散开%碳化硅颗粒由于与铝液的化学相容性较好$常用来做为混杂相%而淀粉颗粒与水的亲和能力强$很容易渗入到碳纤维束中$可
7、做为膨胀剂$用于有效地控制复合材料中纤维的体积分数%试验以复合材料中纤维体积分数作为指标$考察了粒度为’"()*碳化硅颗粒及淀粉颗粒与碳纤维束混杂的效果$结果如表+所示%表#碳化硅颗粒与淀粉颗粒加入量对纤维体积分数及分布的影响,-./0#122034562789-:;-<=/><02@-3486:-:;;854@8.>486:6228.0@5IJCKT*UPV*WDPV*FXMLONJDYCDEFGDHKLMNJOPF$QRSKLMNJOPF$QRSDXXJZ
8、FM[RS+_’’(^‘+a(_]’a((((]’^+a+_(’"(]‘‘((]从表中可以看出$当纤维束没有与颗粒进行混杂时$复合材料中的纤维体积分数高达_’S$纤维预制件与铝液浸渗的成功率较低%加入碳化硅和淀粉颗粒图’不同混杂状态下碳铝复合材料的金相照片后$复合材料的体积分数随颗粒加入量的增加而降gJhH’iKNJOLP*JOMDhMLKjDXCXRTPXDMEJXXFMFYNjUZMJEJkJFE低$并且淀粉颗粒对纤维的体积分数影响更大%悬浮ODYEJNJDY[lbLcm
