編號(hào)：CYYJ03122
篇名：國(guó)產(chǎn)M50J級(jí)碳纖維/鋁基復(fù)合材料的微觀特征及拉伸性能研究
作者：李陽(yáng) 蔡長(zhǎng)春 余歡 徐志鋒 王振軍 張永剛 錢鑫 鐘俊俊
關(guān)鍵詞： 國(guó)產(chǎn)碳纖維 Cf/Al復(fù)合材料 拉伸性能 微觀組織 真空壓力浸滲
機(jī)構(gòu)： 南昌航空大學(xué)輕合金加工科學(xué)與技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室 中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所碳纖維制備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室
摘要： 聚丙烯腈(PAN)基碳纖維因具有高強(qiáng)高模的特性而在眾多領(lǐng)域被廣泛使用。近年來(lái),我國(guó)高性能碳纖維的制備技術(shù)取得了較大突破,為促進(jìn)國(guó)產(chǎn)高性能碳纖維在鋁基復(fù)合材料領(lǐng)域的實(shí)際工程應(yīng)用,本工作以國(guó)內(nèi)研制的M50J碳纖維為增強(qiáng)體材料,選用ZL301為基體合金,采用真空壓力浸滲法制備了纖維體積分?jǐn)?shù)為45%的單向連續(xù)M50J/Al復(fù)合材料。研究了該工藝條件下M50J/Al復(fù)合材料的微觀組織和界面反應(yīng)程度及其在室溫、350℃下的拉伸性能。結(jié)果表明:M50J/Al復(fù)合材料的平均致密度為98.86%,碳纖維在復(fù)合材料中的分布較為均勻,在基體合金中未發(fā)現(xiàn)明顯的縮孔縮松現(xiàn)象,復(fù)合材料主要由C、Al以及少量Al3Mg2和Al4C3相組成,M50J與ZL301基體在界面處出現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)物,應(yīng)為脆性離子碳化物Al4C3,其尺寸較小,呈細(xì)桿狀;復(fù)合材料在室溫及350℃下的平均拉伸強(qiáng)度分別為856 MPa和774.7 MPa,平均拉伸模量分別為204.3 GPa和197.3 GPa,從復(fù)合材料中萃取出的M50J碳纖維單絲的平均拉伸強(qiáng)度和模量分別為3280 MPa、447 GPa,與鋁合金復(fù)合后纖維絲強(qiáng)度發(fā)生一定程度的下降,界面結(jié)合和微觀缺陷是影響復(fù)合材料拉伸性能的主要因素。
