本文研究了碳纖維增強鎂基復(fù)合材料的壓力浸滲工藝,研究了預(yù)制件保溫溫度,熔體溫度以及預(yù)制體結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料組織性能的影響,獲得了壓力浸滲最佳工藝參數(shù)并制備了單向碳纖維增強鎂基復(fù)合材料、雙向碳纖維增強鎂基復(fù)合材料,研究了復(fù)合材料中基體成分和纖維排列方向?qū)Σ牧辖M織性能的影響。還研究了C_f/Mg復(fù)合材料界面反應(yīng)和界面處的第二相生成機制。在此基礎(chǔ)上成功制備了基于魚皮仿生結(jié)構(gòu)的Ti/C_f/Mg復(fù)合材料。研究表明,用丙酮和酒精混合溶液超聲清洗1h,然后在450℃下加熱20min后表面去膠效果最好。將碳纖維絲以5°纏繞在石墨棒上制成預(yù)制體或者將纖維布剪成小片后緊密排列后置入帶孔石墨槽中制成預(yù)制體,同時采用450℃的預(yù)制體保溫溫度,在鎂合金熔體為800℃條件下進行壓力滲透。在這種工藝下制備的復(fù)合材料力學(xué)性能較好。其中單向碳纖維絲增強AZ91合金的抗彎強度和模量最高。其抗彎強度達到了870MPa,模量為164GPa相比于合金提高了350%。單向編織布中的編織線以及雙向纖維布中垂直受力方向的纖維導(dǎo)致復(fù)合材料的強度降低。碳纖維增強鎂基復(fù)合材料界面處存在界面反應(yīng),第二相... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的與意義
    1.2 C_f/Mg復(fù)合材料結(jié)構(gòu)
        1.2.1 碳纖維結(jié)構(gòu)
        1.2.2 基體鎂合金
    1.3 C_f/Mg復(fù)合材料制備方法
        1.3.1 擴散結(jié)合法
        1.3.2 粉末冶金法
        1.3.3 壓力浸滲法
        1.3.4 真空壓力浸滲法
        1.3.5 無壓浸滲法
    1.4 C_f/Mg復(fù)合材料的界面
        1.4.1 合金元素對復(fù)合材料界面的影響
        1.4.2 涂層對復(fù)合材料界面的影響
    1.5 C_f/Mg復(fù)合材料力學(xué)性能
    1.6 復(fù)合材料仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計
    1.7 本文主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料和方法
    2.1 試驗材料
    2.2 碳纖維的預(yù)處理工藝
    2.3 碳纖維預(yù)制體的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.4 復(fù)合材料的制備工藝
    2.5 材料的顯微組織分析
        2.5.1 光學(xué)顯微鏡(OM)觀察分析
        2.5.2 掃描電子顯微鏡(SEM)觀察分析
        2.5.3 透射電子顯微鏡(TEM)觀察分析
        2.5.4 X射線衍射分析
    2.6 材料力學(xué)性能測試
        2.6.1 拉伸性能測試
        2.6.2 三點彎曲性能測試
第3章 C_f/ Mg復(fù)合材料壓力浸滲工藝研究
    3.1 引言
    3.2 碳纖維預(yù)處理工藝研究
    3.3 壓力浸滲工藝參數(shù)對復(fù)合材料組織性能的影響
        3.3.1 預(yù)制體溫度對C_f/Mg復(fù)合材料的組織性能影響
        3.3.2 熔體溫度對C_f/Mg復(fù)合材料組織性能影響
        3.3.3 不同碳纖維預(yù)制體制備C_f/Mg復(fù)合材料的組織性能
    3.4 C_f/Mg復(fù)合材料組織觀察和力學(xué)性能
        3.4.1 基體合金成分對C_f/Mg復(fù)合材料的組織性能影響
        3.4.2 不同碳纖維排布方式對復(fù)合材料組織性能影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 C_f/Mg復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)及強化機制研究
    4.1 引言
    4.2 C_f/AZ91復(fù)合材料界面形貌
    4.3 C_f/AZ91復(fù)合材料界面反應(yīng)產(chǎn)物
    4.4 Al元素含量對界面的影響
    4.5 C_f/Mg復(fù)合材料強化機制
    4.6 本章小結(jié)
第5章 Ti/Mg/C_f復(fù)合材料組織和力學(xué)性能
    5.1 引言
    5.2 復(fù)合材料顯微組織觀察
        5.2.1 復(fù)合材料金相組織觀察
        5.2.2 復(fù)合材料SEM組織觀察
    5.3 Ti/Mg/C_f仿生復(fù)合材料的力學(xué)性能
        5.3.1 Ti/AZ91復(fù)合材料力學(xué)性能
        5.3.2 Ti/AZ91/C_f復(fù)合材料力學(xué)性能
    5.4 Ti/Mg/C_f復(fù)合材料界面研究
        5.4.1 Ti和基體界面
        5.4.2 Mg基體和碳纖維界面
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]纖維增強鎂基復(fù)合材料制備工藝的研究現(xiàn)狀[J]. 李偉,王曉亮,楊紹斌,徐振振.  熱加工工藝. 2014(12)
[2]碳纖維材料的性能及應(yīng)用[J]. 謝逸,宋鵬濤,王永寧,孔晶,劉海華.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2013(18)
[3]炭纖維增強鎂基復(fù)合材料的制備[J]. 羅小萍,張敏剛,呂春祥,呂曉軒.  特種鑄造及有色合金. 2011(05)
[4]高性能碳纖維的性能及其應(yīng)用[J]. 張新元,何碧霞,李建利,張元.  棉紡織技術(shù). 2011(04)
[5]碳纖維增強鎂基復(fù)合材料的制備及微觀結(jié)構(gòu)分析[J]. 張萍,張永忠,尹法章,張習(xí)敏.  有色金屬. 2011(01)
[6]Mechanical Properties of Cf/Mg Composites Fabricated by Pressure Infiltration Method[J]. Meihui Song,Gaohui Wu,Wenshu Yang,Wei Jia,Ziyang Xiu and Guoqin Chen School of Materials Science and Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China.  Journal of Materials Science & Technology. 2010(10)
[7]碳纖維增強鎂基復(fù)合材料的界面研究進展[J]. 任富忠,高家誠,譚尊.  功能材料. 2009(12)
[8]鎂基復(fù)合材料的制備方法與新工藝[J]. 杜文博,嚴振杰,吳玉鋒,王朝輝,左鐵鏞.  稀有金屬材料與工程. 2009(03)
[9]碳纖維增強AZ91D復(fù)合材料微觀組織[J]. 宋美慧,武高輝,姜龍濤,王寧.  稀有金屬材料與工程. 2008(10)
[10]高性能PAN基碳纖維及其復(fù)合材料在航天領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 郭玉明,馮志海,王金明.  高科技纖維與應(yīng)用. 2007(05)

博士論文
[1]Cf/Mg復(fù)合材料組織和力學(xué)性能及熱膨脹二維各向同性設(shè)計[D]. 宋美慧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]淀粉/玉米秸稈纖維復(fù)合材料的制備及仿生層構(gòu)板材[D]. 張伏.吉林大學(xué) 2007

碩士論文
[1]碳纖維表面金屬化及其與金屬鎂潤濕性的研究[D]. 譚尊.重慶大學(xué) 2011
[2]無壓浸滲法制備SiC顆粒增強鋁基復(fù)合材料[D]. 徐斌.吉林大學(xué) 2006



本文編號：3215049