發(fā)布時間：2017-11-03 20:03

  本文關(guān)鍵詞：熱壓法制備碳纖維增強鋁—鋁合金基復(fù)合材料組織及性能研究

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【摘要】：碳纖維增強鋁基復(fù)合材料是一種典型的質(zhì)輕,比強度高、比模量高,導(dǎo)電導(dǎo)熱性好,熱膨脹系數(shù)小和尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點的復(fù)合材料,在許多領(lǐng)域特別是航空航天領(lǐng)域應(yīng)用最廣。針對在液態(tài)成型法制備碳纖維增強鋁基復(fù)合材料過程中,碳纖維與鋁基體的潤濕差和界面反應(yīng)嚴(yán)重的問題,以及本課題前期研究中,熱壓法制備過程中碳纖維的體積分?jǐn)?shù)較低和復(fù)合材料力學(xué)性能低等問題,本文優(yōu)化設(shè)計了碳纖維布增強鋁-鋁合金基復(fù)合材料,選用厚0.2mm純鋁板、厚0.02mm純鋁箔和4043鋁合金粉為基體,M40單向碳纖維布為增強體,采用熱壓法制備碳纖維布增強鋁-鋁合金基復(fù)合材料,研究了熱壓溫度、熱壓時間和熱壓壓力對復(fù)合材料的組織、致密度、力學(xué)性能和斷口形貌的影響規(guī)律。得出主要結(jié)論如下:采用熱壓法成功地制備了碳纖維布增強鋁-鋁合金基復(fù)合材料。熱壓溫度為610℃,熱壓時間為70min,熱壓壓力為20MPa時,熱壓法制備的碳纖維布增強鋁-鋁合金基復(fù)合材料成型效果良好,復(fù)合材料組織致密,沒有裂紋、孔洞等缺陷;復(fù)合材料的碳纖維與鋁合金基體發(fā)生了界面反應(yīng),生成了脆性相Al4C3。復(fù)合材料的致密度隨著熱壓溫度、熱壓時間、熱壓壓力的增加而增大。熱壓溫度對復(fù)合材料拉伸強度的影響最大,其次是熱壓時間,最后是熱壓壓力。熱壓溫度為610℃,熱壓時間為70min,熱壓壓力為20MPa,碳纖維布體積分?jǐn)?shù)為36.67%時,制備的碳纖維布增強鋁-鋁合金基復(fù)合材料的致密度為93.91%,拉伸強度為169.89MPa,彈性模量為141.76GPa,彎曲強度為225MPa。碳纖維布增強鋁-鋁合金基復(fù)合材料拉伸斷口平齊,只有少量纖維拔出,在低應(yīng)力下斷裂,屬于脆性斷裂。綜合分析,工藝參數(shù)對復(fù)合材料成型效果,復(fù)合材料組織、致密度和拉伸強度的影響,獲得了熱壓法制備碳纖維布增強鋁-鋁合金基復(fù)合材料的最佳工藝參數(shù):熱壓溫度為610℃,熱壓時間為70min,熱壓壓力為20MPa。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB333

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本文編號：1137666