P100-Al復合材料力學和熱物理性能研究.pdf

1、本文采用壓力浸滲法制備了瀝青基碳纖維P100增強鋁復合材料(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、萬能拉伸試驗機、激光導熱儀和熱效應自動分析儀等手段研究了瀝青基碳纖維的結構和性能,纖維含量、基體成分和熱處理狀態(tài)對P100/Al復合材料的力學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度低,彈性模量高,熱導率高,并建

2、立了石墨化度、孔隙率與熱導率的關系。
　　壓力浸滲法制備的P100/Al復合材料組織致密無缺陷,低體積分數(shù)復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)和長條狀的Al8Fe2Si析出。在近界面處的基體中有高密度的位錯,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,彎曲強度和彈性模量升高。

3、
　　對復合材料的熱導率研究表明,隨纖維含量增大,沿纖維方向熱導率先升高再降低,并不完全符合混合定律,垂直纖維方向熱導率降低,Kingery模型能更好地預測 P100/Al復合材料垂直于纖維方向熱導率;基體熱導率高的復合材料熱導率高;退火態(tài)的熱導率低于壓鑄態(tài)。
　　P100/Al復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;隨體積分數(shù)升高,熱膨脹系數(shù)降低;基體合