碳纤维与扩散层厚度对 Al-Mg-Ti微 叠层复合材料组织性能的影响

• 作者: 孙兆霞 郭倩 孟令刚 景栋 耿立国 张维平 张兴国
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: Al-Mg-Ti微叠层复合材料 碳纤维增强 真空热压 扩散层厚度 力学性能
• 年，卷（期）: 2024,（11）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 81-88
• 页数: 8页
• 语种: 中文

摘要

以1060纯铝、TC4钛合金、AZ31镁合金和镀镍碳纤维编织布为原材料，使用真空热压扩散技术和“箔-纤维-箔”法制备出碳纤维增强Al-Mg-Ti微叠层复合材料。通过控制铝镁保温时间分析了铝镁扩散层厚度对材料组织性能的影响，探讨碳纤维的强化机理，采用X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等分析了复合材料的相组成、元素分布与裂纹扩展形貌，测试了复合材料的抗弯强度和冲击韧性。结果表明：碳纤维增强Al-Mg-Ti微叠层复合材料扩散层厚度随着保温时间的延长而增加，力学性能呈先上升后下降的趋势，碳纤维通过纤维脱粘、纤维拔出和纤维劈裂等方式吸收了大量断裂能，起到显著的增韧效果。在铝钛热压温度640℃保温时间2 h，铝镁热压温度440℃保温时间8 h时，复合材料力学性能最优，抗弯强度为380 MPa，冲击韧度为26.2 J/cm2，相对于基体抗弯强度和冲击韧性分别提高了10.8%和30.3%。