P100-Al復(fù)合材料力學(xué)和熱物理性能研究.pdf

1、本文采用壓力浸滲法制備了瀝青基碳纖維P100增強(qiáng)鋁復(fù)合材料(P100/Al),并利用X射線分析法、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)、激光導(dǎo)熱儀和熱效應(yīng)自動(dòng)分析儀等手段研究了瀝青基碳纖維的結(jié)構(gòu)和性能,纖維含量、基體成分和熱處理狀態(tài)對(duì)P100/Al復(fù)合材料的力學(xué)性能及熱物理性能的影響。
　　P100碳纖維石墨化度高,微晶尺寸La和堆疊厚度Lc大,孔隙率小,缺陷尺寸大,這些組織特性使其拉伸強(qiáng)度低,彈性模量高,熱導(dǎo)率高,并建

2、立了石墨化度、孔隙率與熱導(dǎo)率的關(guān)系。
　　壓力浸滲法制備的P100/Al復(fù)合材料組織致密無(wú)缺陷,低體積分?jǐn)?shù)復(fù)合材料碳纖維分布不均勻,在界面處生成的Al4C3少,尺寸僅為100-200nm,并且在P100/6061Al的界面處,還有粒珠狀的β相(Mg2Si)和長(zhǎng)條狀的Al8Fe2Si析出。在近界面處的基體中有高密度的位錯(cuò),并有第二相β相(Mg2Si)和'β相(Mg9Si5)生產(chǎn)。隨纖維含量增大,纖維排布緊密,彎曲強(qiáng)度和彈性模量升高。

3、
　　對(duì)復(fù)合材料的熱導(dǎo)率研究表明,隨纖維含量增大,沿纖維方向熱導(dǎo)率先升高再降低,并不完全符合混合定律,垂直纖維方向熱導(dǎo)率降低,Kingery模型能更好地預(yù)測(cè) P100/Al復(fù)合材料垂直于纖維方向熱導(dǎo)率;基體熱導(dǎo)率高的復(fù)合材料熱導(dǎo)率高;退火態(tài)的熱導(dǎo)率低于壓鑄態(tài)。
　　P100/Al復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)受到多因素影響:隨溫度升高,沿纖維方向熱膨脹系數(shù)先升高后降低,垂直纖維方向熱膨脹系數(shù)升高;隨體積分?jǐn)?shù)升高,熱膨脹系數(shù)降低;基體合