纤维预热温度对3D-Cf/Al复合材料显微组织及力学性能的影响

中国有色金属学报, 2016, 26(5): 1001-1009.

纤维预热温度对3D-Cf/Al复合材料显微组织及力学性能的影响

聂明明 ^1, , 徐志锋 ^2, , 徐鹏 ^3, , 余欢 ^4, , 王振军 ^5,

1.南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌,330063

2.南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌,330063

3.南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌,330063

4.南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌,330063

5.南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室,南昌,330063

基金项目: Project (GF201101004) supported by National Defence Key Discipline Laboratory of Light Alloy Processing Science and Technology Aviation Technology Key Laboratory of Aerospace Materials Hot Working Processing Technology Jointly Funded Projects 国家自然科学基金资助项目(51365043)；江西省自然科学基金资助项目(20151BAB206039)；轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室和航空材料热加工技术航空科技重点实验室联合资助项目(GF201101004)@@@@Project(51365043) supported by National Natural Science Foundation of China Project (20151BAB206039) supported by Jiangxi Province Natural Science Foundation,China

关键词：三维编织 , Cf/Al复合材料 , 纤维预热温度 , 力学性能 , 显微组织

Effect of fiber preheating temperature on microstructure and mechanical properties of 3D-Cf/Alcomposites

Keywords： 3D-woven , Cf/Al composite , fiber preheating temperature , mechanical property , microstructure

采用真空气压浸渗法制备纤维体积分数为51%的三维五向编织M40碳纤维增强铝基复合材料(3D-Cf/Al)，研究纤维预热温度对3D-Cf/Al 复合材料显微组织与力学性能的影响，并对比研究3D-Cf/Al 复合材料与单向连续Cf/Al 复合材料的差异。结果表明：复合材料致密度随着编织体预热温度的提高而增大，提高预热温度可有效减少复合材料内部孔洞和纤维偏聚等浸渗缺陷；复合材料的拉伸强度随纤维预制体预热温度的提高而显著降低。其中，在预热温度500℃、浸渗温度720℃、浸渗压力7 MPa和保压时间20 min的工艺条件下，所制备的3D-Cf/Al复合材料致密度为97.3%，拉伸强度为777.8 MPa，弹性模量为186.1GPa。

The vacuum gas pressure infiltration was performedtopreparethe 3D-Cf/Al composite reinforced 3D five-directional braided performs woven by M40 graphite fiber with thefibervolume fraction of 51%. The effects of preheating temperature on the microstructure and tensile strength of 3D-Cf/Al composites were studied,and the difference between 3D-Cf/Al composites and continuous Cf/Al compositeswerecompared.The results show that the density of composite increaseswith the fiber preheat temperatureincreasing,the increase ofthe fiber preheat temperature can effectively reduce the infiltration defects,such asinternal holes and partial fiber reunited.The tensile strength reduces significantly with the fiber preform preheating temperature increasing.Moreover, the density,tensile strength and elasticity modulus of the 3D-Cf/Al compositesare97.3%,777.8 MPa and 186.1GPa, respectively,when the preheating temperature, infiltration temperature, impregnation pressure and dwell time of the fiber are 500℃, 720℃, 7 MPa and 20 min.

参考文献

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