层状Cf/A1复合材料制备及组织和力学性能的研究
近年来,碳纤维增强铝基(Cf/Al)复合材料因为其比强度、比模量高、设计性强、热力学性能好等优点,成为各个领域重点关注的新型材料。目前已经可以制备出组织性能优良的一维Cf/Al复合材料,但其应用过于单一;二维层状Cf/Al复合材料由于其组织性能优良同时又可以满足多方向受载,因而成为当下的研究热点。
本文采用真空超声振动法制备层状Cf/Al复合材料,设计层状碳纤维预制体和预制体预热装置,并通过模拟和试验优化层状Cf/Al复合材料的工艺参数。利用扫描电镜(SEM)和万能拉伸试验机等对层状Cf/Al复合材料进行微观组织分析,测试复合材料力学性能。
研究结果表明:超声振头与碳纤维层距离会影响复合材料中纤维分布情况和浸渗结合效果。通过改变超声振头与纤维层距离,可以得到微观组织不同的单层Cf/Al复合材料,超声振头与纤维层距离过小,单层Cf/Al复合材料中会出现纤维分布不均匀现象,超声振头与纤维层距离过大,单层Cf/Al复合材料会出现未浸渗缺陷。
在超声振头与纤维层距离30mm时,复合材料中碳纤维分布最均匀且不存在未浸渗缺陷,同时获得最高的抗拉强度 ...