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

【摘要】：連續(xù)碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)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(xué)性能及物理性能,在航空航天等多個(gè)領(lǐng)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(qiáng)鋁基復(fù)合材料以及制備CRALL復(fù)合板的工藝,為制備高性能連續(xù)碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)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(fù)合材料的參數(shù)為浸滲溫度780℃,預(yù)制件預(yù)熱溫度600℃,浸滲壓力為1.5MPa氮?dú)鈮?浸滲結(jié)束后沖水快速冷卻。當(dāng)預(yù)制件預(yù)熱溫度較低時(shí),不利于浸滲過程的進(jìn)行,復(fù)合材料的致密度低;而預(yù)熱溫度過高時(shí),界面反應(yīng)嚴(yán)重,界面處有較多反應(yīng)產(chǎn)物存在。增大浸滲壓力有利于浸滲過程的進(jìn)行,從而提高材料致密度,減少?gòu)?fù)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(duì)碳纖維起到良好的保護(hù)作用。氧化鋁涂層能夠阻止碳纖維與鋁熔體的界面反應(yīng),抑制界面反應(yīng)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(shí),氧化鋁涂層能夠改善碳纖維與鋁熔體的潤(rùn)濕性,使浸滲更加完全,所制備出的復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度也有明顯提高。連續(xù)Cf/Al復(fù)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(diǎn),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(fù)膨脹系數(shù)。因此連續(xù)Cf/Al復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)制備的碳纖維體積分?jǐn)?shù)為20.8%的CRALL復(fù)合層壓板材料的抗拉強(qiáng)度可達(dá)1010MPa,已接近理論強(qiáng)度。隨著固化壓力的減小,CRALL的抗拉強(qiáng)度也隨之下降,通過對(duì)其微觀組織進(jìn)行觀察,可以看出CRALL內(nèi)部膠粘劑層增厚,碳纖維增強(qiáng)層出現(xiàn)了分層現(xiàn)象。同時(shí),鋁板經(jīng)過表面處理后可以增大其表面積,同時(shí)增強(qiáng)鋁板與環(huán)氧樹脂膠粘劑的界面結(jié)合,提高復(fù)合板的層間剪切強(qiáng)度,從而提高CRALL的拉伸性能。實(shí)驗(yàn)證明使用市售的碳纖維預(yù)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(hào)：1651462