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纳米碳增强铝基复合材料制备工艺及性能研究进展
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作者 雷洋 陈芳芳 +1 位作者 程法嵩 田文明 《热加工工艺》 北大核心 2025年第6期11-16,共6页
铝基复合材料因其出色的比强度、耐蚀性及较低的成本被广泛用于航空航天产业,而近年来纳米碳增强铝基复合材料凭借其优秀的力学及物理性能逐渐成为了研究热点。综述了为改善纳米碳增强体分散性及Al-C界面浸润性所采用的球磨及增强体涂... 铝基复合材料因其出色的比强度、耐蚀性及较低的成本被广泛用于航空航天产业,而近年来纳米碳增强铝基复合材料凭借其优秀的力学及物理性能逐渐成为了研究热点。综述了为改善纳米碳增强体分散性及Al-C界面浸润性所采用的球磨及增强体涂镀层等前处理工艺的研究进展,概述了纳米碳增强铝基复材的成型工艺及力学性能,展望了进一步提升铝碳复合材料力学性能的发展方向。 展开更多
关键词 复合材料 纳米增强体 制备工艺 力学性能 界面特性
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双辊铸轧工艺制备连续碳纤维增强铝基复合材料的研究 被引量:2
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作者 牟维鹏 朱保顺 +2 位作者 魏娜娜 丰铭 林金保 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第7期105-115,共11页
连续碳纤维增强铝基(CCF/Al)复合材料具有高比强度、低密度、良好的传热性以及低热膨胀系数等诸多优良的特性,在航空材料、汽车制造、电子设备和工业生产等领域均具有广阔的应用前景。对连续碳纤维表面涂层的制备方法进行了讨论,并总结... 连续碳纤维增强铝基(CCF/Al)复合材料具有高比强度、低密度、良好的传热性以及低热膨胀系数等诸多优良的特性,在航空材料、汽车制造、电子设备和工业生产等领域均具有广阔的应用前景。对连续碳纤维表面涂层的制备方法进行了讨论,并总结了近年来CCF/Al复合材料的主要制备工艺、重要研究成果以及存在的问题;重点阐述了采用双辊铸轧工艺制备CCF/Al复合材料的研究结果,具体包括搭建的实验设备、改性后碳纤维的性能、所制备复合材料的组织结构及强化机理;讨论了该工艺目前存在的主要问题,并对其发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 连续纤维 复合材料 涂层 制备工艺 双辊铸轧
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电镀镍碳纤维增强铝基复合材料(英文) 被引量:9
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作者 韩变华 罗天骄 +2 位作者 梁春林 姚广春 刘宜汉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第F11期447-450,共4页
提出一种碳纤维表面电镀镍的方法,通过正交实验优化了电镀镍配方及工艺条件,并研究了镀层的显微组织及镀液的成分、电流密度、电镀时间等工艺条件对沉镍速率和镀层质量的影响,并探讨了沉镍机理。用镀镍碳纤维制备铝基复合材料,观测碳纤... 提出一种碳纤维表面电镀镍的方法,通过正交实验优化了电镀镍配方及工艺条件,并研究了镀层的显微组织及镀液的成分、电流密度、电镀时间等工艺条件对沉镍速率和镀层质量的影响,并探讨了沉镍机理。用镀镍碳纤维制备铝基复合材料,观测碳纤维与铝的复合效果。 展开更多
关键词 纤维 电镀镍 复合材料
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碳/铝复合材料界面Al_(4)C_(3)相的形成与调控研究进展 被引量:2
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作者 李肖亮 李昱桦 +5 位作者 董正学 万梓涵 任可聪 邓海亮 杨康 吴操 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1453-1474,共22页
石墨烯、碳纳米管和碳纤维等碳材料作为铝基复合材料的增强体时,其界面润湿性差、与Al基体结合弱等缺点限制了其增强效果。利用C与Al反应使界面黏接形式转变为部分反应结合的形式,可有效提升碳/铝(C/Al)界面强度及其载荷与功能传递的效... 石墨烯、碳纳米管和碳纤维等碳材料作为铝基复合材料的增强体时,其界面润湿性差、与Al基体结合弱等缺点限制了其增强效果。利用C与Al反应使界面黏接形式转变为部分反应结合的形式,可有效提升碳/铝(C/Al)界面强度及其载荷与功能传递的效率。然而,高温下C/Al界面反应易生成大量脆性Al_(4)C_(3),且会损伤增强体。针对C/Al界面Al_(4)C_(3)的调控,本文首先介绍了其形成机制、对C/Al复合材料界面结合和性能的作用,随后从碳增强体表面涂层、纳米颗粒修饰、Al基体合金化,以及复合制备、热加工与处理工艺优化等方面,综述了Al_(4)C_(3)生成量与形貌的控制研究及效果,最后展望了C/Al复合材料界面与性能的研究方向,以期通过碳增强体跨尺度设计与界面构型控制,挖掘石墨烯、碳纳米管和碳纤维增强Al基体的最大潜能。 展开更多
关键词 复合材料 石墨烯 纳米管 纤维 Al_(4)C_(3)相
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碳纤维毡增强铝基复合材料的摩擦磨损性能研究 被引量:14
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作者 孔晓丽 刘勇兵 +1 位作者 陆有 杨波 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期448-451,共4页
采用压挤渗透工艺制备了新型碳纤维毡增强铝基复合材料 ,在 MG- 2 0 0 0型高速高温摩擦磨损试验机上考察了其摩擦磨损特性 .结果表明 :碳纤维毡增强铝基复合材料的摩擦磨损特性明显优于基体合金 ;复合材料经历由稳定磨损向严重磨损的转... 采用压挤渗透工艺制备了新型碳纤维毡增强铝基复合材料 ,在 MG- 2 0 0 0型高速高温摩擦磨损试验机上考察了其摩擦磨损特性 .结果表明 :碳纤维毡增强铝基复合材料的摩擦磨损特性明显优于基体合金 ;复合材料经历由稳定磨损向严重磨损的转化 ;在稳定磨损阶段 ,复合材料的磨损表面存在由金属氧化物和碳膜共同构成的复合固体润滑膜 。 展开更多
关键词 纤维毡 复合材料 摩擦磨损性能
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短碳纤维增强铝基复合材料的挤压浸渗工艺 被引量:18
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作者 张广安 罗守靖 田文彤 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期525-528,共4页
采用挤压浸渗法制备了短碳纤维增强铝基复合材料 ,研究了浸渗压力、铝液浇注温度、纤维预热温度等对复合材料组织的影响。结果表明 :合适的工艺参数为铝液浇注温度 740~ 80 0℃ ,预制块预热温度 35 0~ 40 0℃ ,浸渗压力 2~ 5MPa;在... 采用挤压浸渗法制备了短碳纤维增强铝基复合材料 ,研究了浸渗压力、铝液浇注温度、纤维预热温度等对复合材料组织的影响。结果表明 :合适的工艺参数为铝液浇注温度 740~ 80 0℃ ,预制块预热温度 35 0~ 40 0℃ ,浸渗压力 2~ 5MPa;在氩气保护下 ,无须对碳纤维表面进行涂层处理 ,可获得组织均匀的铝基复合材料。加入Al2 O3 展开更多
关键词 纤维 复合材料 浸渗
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碳纤维增强铝基复合材料及其构件的空间环境特性 被引量:12
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作者 武高辉 张云鹤 +3 位作者 陈国钦 修子扬 姜龙涛 苟华松 《载人航天》 CSCD 2012年第1期73-76,82,共5页
碳纤维增强铝基复合材料(Cf/A)l具有高比强度、高比刚度、低热膨胀、良好的尺寸稳定性等优异的性能。针对空间环境的应用需求,综述了Cf/Al复合材料的研究成果,分析了Cf/Al复合材料舱体构件的结构强度和结构刚度。研究表明,复合材料纵向... 碳纤维增强铝基复合材料(Cf/A)l具有高比强度、高比刚度、低热膨胀、良好的尺寸稳定性等优异的性能。针对空间环境的应用需求,综述了Cf/Al复合材料的研究成果,分析了Cf/Al复合材料舱体构件的结构强度和结构刚度。研究表明,复合材料纵向弹性模量为230GPa,弯曲强度为1400MPa,耐空间辐照环境特性优异,复合材料圆筒形舱体构件可以比壁厚大一倍的镁合金舱体的结构刚度和结构强度高3倍和3.5倍。碳纤维增强铝复合材料对新一代航天器小型化、轻量化设计提供技术保障。 展开更多
关键词 纤维 复合材料 力学性能 成型技术
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铝基复合材料增强体碳、碳化硅和氧化铝表面涂层研究进展 被引量:7
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作者 于志强 陈剑锋 +1 位作者 武高辉 孙东立 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2002年第2期54-60,共7页
基体与增强体间的界面对金属基复合材料的性质起着重要的作用。通过增强体表面处理和表面涂层可以使界面的性质得以改善。增强体涂层可分为金属涂层、陶瓷涂层 ;单层和多层涂层。涂层的常用制备方法有 :化学镀法、化学气相沉积法及溶胶 ... 基体与增强体间的界面对金属基复合材料的性质起着重要的作用。通过增强体表面处理和表面涂层可以使界面的性质得以改善。增强体涂层可分为金属涂层、陶瓷涂层 ;单层和多层涂层。涂层的常用制备方法有 :化学镀法、化学气相沉积法及溶胶 凝胶法等。本文针对铝基复合材料三种重要的增强体 :碳。 展开更多
关键词 复合材料 增强体 化硅 氧化 表面涂层
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铝基复合材料中不同形态碳分析方法的研究 被引量:7
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作者 杨春晟 杨峥 +1 位作者 刘爽 曹维 《中国无机分析化学》 CAS 2011年第1期73-77,共5页
本文研究铝基复合材料中碳元素不同存在形式(总碳、游离碳、碳化硅)的检测方法。采用高频感应燃烧红外法测定总碳(2.00%~6.00%),酸溶过滤分离-高频红外法测定游离碳(0.10%~1.50%),重量法测定碳化硅(1%~35%)的含量。以上三个方法的精... 本文研究铝基复合材料中碳元素不同存在形式(总碳、游离碳、碳化硅)的检测方法。采用高频感应燃烧红外法测定总碳(2.00%~6.00%),酸溶过滤分离-高频红外法测定游离碳(0.10%~1.50%),重量法测定碳化硅(1%~35%)的含量。以上三个方法的精密度试验RSD%(n=8)最大分别为4.2%、1.2%、0.51%,测定游离碳和碳化硅(SiC)样品的加标回收率分别是98.5%~100.2%,99%~101%。这三种方法都快速、可靠,已应用于铝基复合材料的实际分析工作中。 展开更多
关键词 高频红外法 重量法 游离 化硅 复合材料
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一维/二维混合碳纳米相增强铝基复合材料的微观组织与力学性能 被引量:6
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作者 陈俊锋 柳超农 +3 位作者 卢锐涵 王文龙 汪炳叔 邹林池 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期800-814,共15页
碳纳米管(CNT)和石墨烯(Graphene)拥有优秀的力学和物理性能,是金属基复合材料中理想的增强体。本文采用球磨工艺+氢热还原法将碳纳米管(CNT)和还原氧化石墨烯(RGO)引入到铝粉表面构建CNTRGO混合增强体,然后利用放电等离子烧结系统(SPS... 碳纳米管(CNT)和石墨烯(Graphene)拥有优秀的力学和物理性能,是金属基复合材料中理想的增强体。本文采用球磨工艺+氢热还原法将碳纳米管(CNT)和还原氧化石墨烯(RGO)引入到铝粉表面构建CNTRGO混合增强体,然后利用放电等离子烧结系统(SPS)和轧制工艺,制备CNT-RGO/Al复合材料。通过EBSD、SEM、TEM以及拉伸等方法分析研究了CNT-RGO/Al复合材料内CNT和RGO增强相分布、界面结构、晶粒形貌和力学性能,探索了复合材料内CNT和RGO的协同强化机制。结果表明:CNT-RGO/Al复合材料表现出优异的力学性能,屈服强度和抗拉强度分别为228 MPa和268 MPa,比纯铝的屈服强度和抗拉强度分别增大了153%和143%,伸长率仍保持在8.5%。复合材料内还原氧化石墨烯的添加不仅促使一维的CNT和二维的RGO形成桥连结构,有益于载荷的传递,而且能够调控C与Al基体间的界面反应,有利于复合材料的C-Al界面结合。CNT-RGO混合增强体协同强化效果优于单纯的一维CNT增强体。 展开更多
关键词 复合材料 纳米相 微观组织 力学性能 界面特征
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短碳纤维增强铝基复合材料的半固态加工 被引量:8
11
作者 张广安 孟力凯 罗守靖 《金属成形工艺》 2003年第2期30-32,共3页
采用M4 0石墨纤维和LY12合金 ,挤压浸渗后半固态下直接充填成形 ,制备了短碳纤维增强铝基复合材料。研究了半固态加工对材料的组织与性能的影响及与固态塑性成形的区别。结果表明 :半固态下加工碳纤维的纤维长度明显高于固态加工。
关键词 纤维增强复合材料 半固态加工 M40石墨纤维 LYl2合金
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SiCp/101铝基复合材料TIG焊研究 被引量:4
12
作者 冀国娟 谢建刚 +1 位作者 薛文涛 牛济泰 《有色金属》 CSCD 2003年第3期1-4,共4页
研究SiCp/10 1铝基复合材料TIG法焊接。研究表明 ,接头强度的主要影响因素是焊接热输入影响熔池流动性和界面反应。热输入小 ,熔池温度低 ,流动性差 ,气孔多 ,未熔合明显 ,但界面反应程度较小。当热输入较小时 ,熔池流动性因素对接头强... 研究SiCp/10 1铝基复合材料TIG法焊接。研究表明 ,接头强度的主要影响因素是焊接热输入影响熔池流动性和界面反应。热输入小 ,熔池温度低 ,流动性差 ,气孔多 ,未熔合明显 ,但界面反应程度较小。当热输入较小时 ,熔池流动性因素对接头强度的影响较大 ,随焊接电流升高 ,接头强度表现出升高的趋势。热输入大 ,熔池温度高 ,流动性好 ,气孔、未熔合等缺陷较少 ,但界面反应剧烈。当热输入增大到一定程度时 ,继续增大热输入对接头带来有害影响 ,此时随焊接电流增大 ,界面反应加剧 ,生成大量有害相Al4 C3。 展开更多
关键词 硅化碳/铝基复合材料 TIG焊 熔池流动性 界面反应 焊接接头
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碳纤维增强铝基复合材料的界面微结构研究
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作者 赵昌正 刘新祥 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第6期125-128,共4页
界面在金属基复合材料中起着极为重要的作用.在碳纤维增强铝基复合材料中纤维及其表面涂层与基体的相互作用(特别在高温时),一方面能提供纤维与基体之间的粘接,而有效地传递载荷;另一方面,过度的反应将改变碳/铝复合材料的破坏模式而严... 界面在金属基复合材料中起着极为重要的作用.在碳纤维增强铝基复合材料中纤维及其表面涂层与基体的相互作用(特别在高温时),一方面能提供纤维与基体之间的粘接,而有效地传递载荷;另一方面,过度的反应将改变碳/铝复合材料的破坏模式而严重影响性能.界面反应产物的多少及形状与纤维的种类、基体的成分、工艺方法及热处理温度等有关. 展开更多
关键词 纤维增强 复合材料 界面
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碳纤维/铝基复合材料的制备与性能 被引量:5
14
作者 李杨 陈存广 +1 位作者 刘新华 郭志猛 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2023年第4期41-47,共7页
电磁发射具有隐蔽性好、发射速度快等特点,近年来得到快速发展,具有成为新一代远程精确打击武器的巨大潜力,但是在电磁场、热力场等多场耦合的极端环境下,目前所使用的电枢难以满足服役要求。为此,以长径比为10∶1的碳纤维和气雾化的纯... 电磁发射具有隐蔽性好、发射速度快等特点,近年来得到快速发展,具有成为新一代远程精确打击武器的巨大潜力,但是在电磁场、热力场等多场耦合的极端环境下,目前所使用的电枢难以满足服役要求。为此,以长径比为10∶1的碳纤维和气雾化的纯铝粉为原料,结合冷等静压成形、烧结及热挤压工艺制备了碳纤维/铝基自润滑复合材料电枢,对比了不同碳纤维含量的复合材料的微观组织、力电性能及摩擦磨损性能。结果表明:当碳纤维含量≤8 wt%时,碳纤维均匀分布于铝基体中,且平行于挤压方向排布,具有明显方向性;碳纤维的添加提升了基体的强度,并且使复合材料的摩擦系数和磨损量明显低于纯铝基体,对摩副的粘铝量也随之减少;当碳纤维含量达到10 wt%,复合材料的力电性能明显下降;当碳纤维含量为8 wt%时,复合材料的综合性能最好,抗拉强度为219 MPa,导电率为49.2%IACS,摩擦系数为0.22。 展开更多
关键词 纤维 自润滑 摩擦磨损 复合材料
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碳纤维增强铝基复合材料界面结构分析 被引量:2
15
作者 王纪文 李戈扬 +2 位作者 王岱峰 王永瑞 李鹏兴 《电子显微学报》 CAS CSCD 1996年第6期504-504,共1页
碳纤维增强铝基复合材料界面结构分析王纪文*李戈扬**王岱峰王永瑞*李鹏兴(上海交通大学材料科学系,*材料科学系金属基复合材料国家重点实验室,上海200030)(**中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050)碳纤维... 碳纤维增强铝基复合材料界面结构分析王纪文*李戈扬**王岱峰王永瑞*李鹏兴(上海交通大学材料科学系,*材料科学系金属基复合材料国家重点实验室,上海200030)(**中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050)碳纤维增强铝基复合材料具有高的比强度、比... 展开更多
关键词 纤维增强 复合材料 界面 结构
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碳纤维增强树脂基复合材料与铝/镁合金连接研究进展 被引量:21
16
作者 金启豪 陈娟 +5 位作者 彭立明 李子言 阎熙 李春曦 侯城成 袁铭扬 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期15-24,共10页
运载工具的轻量化是解决当前能源危机和环境问题的重要手段之一,得到国内外学者的高度重视。碳纤维增强树脂基(carbon fiber-reinforced polymer,CFRP)复合材料和以铝镁为代表的轻合金具有一系列优异的力学性能与加工特性,是极具应用前... 运载工具的轻量化是解决当前能源危机和环境问题的重要手段之一,得到国内外学者的高度重视。碳纤维增强树脂基(carbon fiber-reinforced polymer,CFRP)复合材料和以铝镁为代表的轻合金具有一系列优异的力学性能与加工特性,是极具应用前景的轻量化材料,实现这两种材料之间的有效连接,成为当下研究的热点。然而由于异种材料之间理化性能差异较大,在生产过程中混合应用多种轻量化材料仍面临巨大挑战。本文通过对胶接、机械紧固、搅拌摩擦及其变种工艺连接技术的研究进展、优缺点、发展趋势进行汇总分析,考察不同连接方式下获得接头的微观形貌,总结了CFRP与铝镁轻合金搅拌摩擦连接的三种机理包括宏观锚定、微观机械嵌合与化学键连接。最后,基于以上三种连接机理,指出进一步提升混合接头性能的关键在于增大金属母材表面粗糙度,增加熔融高分子面积和采用混合连接工艺。 展开更多
关键词 轻量化 异种材料连接 纤维增强树脂复合材料 /镁合金 搅拌摩擦焊
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连续碳纤维增强铝基复合材料的研究与发展 被引量:9
17
作者 刘艺 王华 《热加工工艺》 北大核心 2019年第10期31-34,共4页
综述了近年来国内外连续碳纤维增强铝基复合材料(简称连续C_f/Al复合材料)的研究现状,介绍了连续C_f/Al复合材料存在的界面问题与解决方法,分析了挤压铸造法、超声振动法、真空压力浸渗法、SPS放电等离子烧结等制备连续C_f/Al复合材料... 综述了近年来国内外连续碳纤维增强铝基复合材料(简称连续C_f/Al复合材料)的研究现状,介绍了连续C_f/Al复合材料存在的界面问题与解决方法,分析了挤压铸造法、超声振动法、真空压力浸渗法、SPS放电等离子烧结等制备连续C_f/Al复合材料的优缺点,并对连续C_f/Al复合材料的发展进行了总结和展望。 展开更多
关键词 连续纤维 复合材料 界面问题 均匀分散
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溶胶-凝胶法TiO_2涂层碳纤维增强铝基复合材料的研制 被引量:16
18
作者 曾庆冰 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期171-175,共5页
以钛酸丁酯为原料,醋酸为螯合剂,通过水解缩合制得TiO2溶胶。研究了溶胶-凝胶法在碳纤维上涂覆TiO2氧化物陶瓷的连续工艺,采用了IR、TG-DTA、XRD、SEM等分析表征手段。结果表明,溶胶液的粘度是决定涂层质量... 以钛酸丁酯为原料,醋酸为螯合剂,通过水解缩合制得TiO2溶胶。研究了溶胶-凝胶法在碳纤维上涂覆TiO2氧化物陶瓷的连续工艺,采用了IR、TG-DTA、XRD、SEM等分析表征手段。结果表明,溶胶液的粘度是决定涂层质量的关键因素,涂层有效的覆盖了碳纤维表面的裂纹和缺陷;与原纤维相比,锐钛矿型TiO2涂层碳纤维的抗氧化性和耐高温性能均有提高。涂层后碳纤维与熔融铝的润湿性和相容性明显改善,涂层有效的阻止了碳/铝界面反应,使预制丝强度明显提高。 展开更多
关键词 溶胶凝胶 二氧化钛 纤维 涂层 复合材料
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三维编织碳纤维增强铝基复合材料的制备研究 被引量:7
19
作者 黄丰毅 徐自立 +1 位作者 林富生 余联庆 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期40-45,共6页
以碳纤维的三维编织架构为增强体,经镀铜预处理后,置于铝合金熔体中施加压力成形,得到三维编织碳纤维增强铝基复合材料。探究大气和氩气气氛下不同三维纤维架构挤压成型的复合材料的界面特征与结构。通过拉伸试验及扫描电镜检测,对材料... 以碳纤维的三维编织架构为增强体,经镀铜预处理后,置于铝合金熔体中施加压力成形,得到三维编织碳纤维增强铝基复合材料。探究大气和氩气气氛下不同三维纤维架构挤压成型的复合材料的界面特征与结构。通过拉伸试验及扫描电镜检测,对材料性能进行表征。结果表明:紧密编织的三维编织碳纤维较宽松结构的三维编织碳纤维,与铝合金基材的浸润性和相容性更好,铝合金在与三维编织碳纤维复合后拉伸强度与硬度均提升。 展开更多
关键词 三维编织 复合材料 纤维 挤压成型
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碳(石墨)/铝复合材料制备工艺及力学性能的研究 被引量:4
20
作者 张帆 李小璀 王松 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 1999年第2期5-7,共3页
研究了碳(石墨)纤维增强铝基复合材料(C(Gr)/A1)制备工艺及其对力学性能的影响。研究表明,在冷却速度较慢的条件下纤维表面涂软C层对提高C/Al性能意义不大,纤维束中混杂SiC颗粒可使力学性能有一定提高。在相同工... 研究了碳(石墨)纤维增强铝基复合材料(C(Gr)/A1)制备工艺及其对力学性能的影响。研究表明,在冷却速度较慢的条件下纤维表面涂软C层对提高C/Al性能意义不大,纤维束中混杂SiC颗粒可使力学性能有一定提高。在相同工艺制备条件下,Gr/Al的强度显著高于C/Al,原因在于Gr纤维稳定性较高。C/Al复合材料制备的关键是控制脆性化合物Al4C3的形成。 展开更多
关键词 复合材料 力学性能 制备工艺 石墨
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