曹晶晶
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陈华辉
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杜飞
,
陈功哲
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.12.010
以聚丙烯腈预氧化纤维为先驱体,氧化铝为主要原料,添加SiO2-MgO-CaO三系助熔剂,采用真空热压烧结法制备原位转化炭纤维增韧氧化铝陶瓷基复合材料.研究助熔剂对复合材料相结构、显微组织以及密度、硬度和断裂韧性的影响.结果表明:助熔剂的添加使复合材料在较低的烧结温度下便实现烧结,且提高复合材料的密度和力学性能.助熔剂在烧结过程中与氧化铝形成镁铝尖晶石等第二相,在晶界起钉扎效应,抑制氧化铝晶粒的长大,消除气孔,促进复合材料的致密化,改善炭纤维与基体间的界面结合强度,提高复合材料的韧性.
关键词:
原位转化炭纤维
,
助熔剂
,
界面
,
断裂韧性
曹晶晶
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陈华辉
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杜飞
,
陈功哲
,
范磊
硅酸盐通报
本文以聚丙烯腈(PAN)预氧化纤维为先驱体,以氧化铝为主要原料,添加SiO2-MgO-CaO三系助熔剂,采用真空热压烧结法制备了原位转化碳纤维增韧氧化铝复合材料.主要探讨不同助熔剂添加量对复合材料微观结构和各项性能指标的影响.以体积密度、显微硬度和断裂韧性等性能指标为主要评价标准选择最佳的助熔剂添加量.并研究了原位转化碳纤维增韧氧化铝陶瓷的摩擦磨损行为与机制以及力学性能和微观结构对摩擦磨损特性的影响.结果表明:当助熔剂含量为3vol％时,复合材料的综合性能最优,此时体积密度为3.72 g·cm-3,显微硬度为1624 HV,断裂韧性为10.6 MPa·m1/2.在室温干摩擦条件下,复合材料的磨损率随着助熔剂含量的增加呈先升高后降低趋势.室温下原位转化碳纤维增韧氧化铝基复合材料的磨损机制以脆性剥落为主,并伴有疲劳磨损.
关键词:
助熔剂
,
陶瓷基复合材料
,
力学性能
,
耐磨性
