M40＋SiCp／AZ91D复合材料组织及力学性能.pdf

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1、第4卷第3期黑龙江科学VQ1．4No．32013年3月HEILONGJIANGSCIENCEMal"．2013M40+SiCp／AZ91D复合材料组织及力学性能宋美慧，武高辉(1．黑龙江省科学院高技术研究院，哈尔滨150020；2．哈尔滨工业大学材料学院，哈尔滨150001)摘要：采用压力浸渗法制备M40+SiCp／AZ91D复合材料，对其微观组织及力学性能进行研究。结果表明，复合材料组织致密界面结合良好，弯曲强度达到1629MPa，弯曲模量达到216GPa，较M40／AZ91D复合材料分别提高了24．7％和6．4％。关键词：镁基复合材料；碳

2、纤维；SiC；微观组织；力学性能中图分类号：TGl51文献标志码：A文章编号：1674—8646(2013)03—0014—03MicrostructureandMechanicalPropertiesofM40+SiCp／AZ91DComposite、．SONGMei—hui，WUGao—hui(1InstituteofAdvancedTechnology，Heilon~iangAcademyofSciences，Harbin150020，China；2．MaterialScience&EngineeringCollege，HarbinIn

3、stituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：ThecarbonfibersandtheSiCparticlereinforcedAZ91Dmagnesiummatrixcompositeswerefabricatedbypressureinfiltrationmethod．Microstruetureobservationsindicatethatthecompositesaredense．Theresultsshowthatthetensilestrengthandelasticmodul

4、usofM40+SiCp／AZ91Dcompositeswere1629MPaand216GPa．ComparedwiththeM40／AZ91Dcomposite．Thetensilestrengthand；elasticmodulusofM40+SiCp／AZ91Drespectivelyincreasedby24．7％and6．4％．Keywords：Cf／Mgcomposites；carbonfibre；SiC；microstmeture；mechanicalproperties连续碳纤维增强镁基复合材料(Cf／Mg)以其比强度和渗能

5、力，从而提高复合材料的力学性能，并为金属基复合比刚度居于可用结构材料之首，而成为航空航天领域关注材料的优化设计提供理论指导。的热点材料之一⋯。它具有密度低(小于2．0g／cm)、比强1试验材料及试验方法度比刚度高、热变形抗力好、阻尼性能高、热膨胀系数低、尺寸稳定性好及导热性良好等优点I4。在高精度光学测采用压力浸渗法制备单向M40／AZ91D及M40+SiCp／量系统应用领域，与传统的铍合金相比，具有低成本、无毒AZ91D复合材料，其中M40纤维体积分数分别为60％和的优点；在空间飞行器结构件应用领域，与碳纤维增强55％；SiC颗粒粒径5m，

6、体积分数5％，基体合金成分树脂基复合材料相比，具有耐潮湿、抗原子氧辐照及防燃、9wt．％A1，1wt．％Zn，0．2wt．％Mn。抗氧化、高温力学性能好等优点。在空间竞赛的背景下利用PhilipsCM一12透射电子显微镜观察与分析复合世界各国都开始了对Cf／Mg复合材料的研究工作，其中以材料的微观组织，透射电镜加速电压为100—120kV。在s美国、英国、德国以及日本等国为主。中国在上世纪80年一570型扫描电子显微镜上进行组织观察和断口分析。复代也开始了对Cf／Mg复合材料的相关研究并取得了一定合材料的力学性能测试在INSTRON一5569

7、万能电子拉伸的成果，但是相比其他国家还存在着一定的差距。试验机上进行。试样尺寸2mm×10mm×60mm，在受拉面另一方面，由于碳纤维与金属镁的润湿角大于9O。，因正中间粘贴BE120—3AA型应变片，应变片有效面积为此在制备复合材料时，镁合金的充分浸渗是急需解决的问2mm×3mm。测试时，上压头直径10mm，下压头直径题，以往的研究表明SiC颗粒与Mg具有良好的界面润湿4mm，跨距为40mm，横梁移动速度为2mm／min，数据采集性。研究在Cf／Mg复合材料制备过程引入SiC颗粒进1O点／min。弯曲试验中材料的抗弯强度(or)的计算公行混

8、杂增强，目的是通过提高镁合金液体在预制件中的浸式为：收稿日期：2012—10—22基金项目：黑龙江省科学院“春苗”资助专项作者简介：宋美慧(1981一)，女，黑龙江