李强
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于景媛
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穆柏春
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孙旭东
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孟秀娟
材料热处理学报
采用溶胶-凝胶技术在低温氧化处理后碳纤维表面涂覆HA涂层,获得复合改性碳纤维增强HA复合材料.研究并测试了碳纤维的改性工艺、改性后碳纤维表面的微观形貌以及不同碳纤维含量下复合材料的抗弯强度和断裂韧性.结果表明,在400℃氧化30 min的碳纤维表面具有较高的活性和较大的比表面积,在HA溶胶中提拉5次后碳纤维表面形成一层与基体结合性能较好的膜层.复合改性碳纤维可显著提高HA材料的力学性能,当碳纤维含量为3％时,复合改性碳纤维/HA复合材料的抗弯强度达到最大值79.8 MPa,比基体提高了3.2倍.当碳纤维含量为4％时,复合改性碳纤维/HA复合材料的断裂韧度达到最大值1.85 MPa· m1/2,比基体提高了2.3倍.
关键词:
HA复合材料
,
碳纤维
,
复合改性
,
力学性能
李强
,
张峰峰
,
于景媛
,
孟秀娟
,
孙旭东
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.05.026
先对碳纤维进行 HCl 预处理,然后通过溶胶-凝胶技术在预处理后碳纤维表面涂覆 HA 涂层,最后利用离心成型技术制备改性碳纤维增强 HA复合材料.重点研究碳纤维的改性工艺,观察改性前后碳纤维表面的微观形貌,分析 HA 浆料固相含量对离心过程中物质分离现象的影响,测量不同碳纤维含量下烧结产物的抗弯强度和断裂韧度.研究结果表明,经过HCl和提拉HA溶胶复合处理的碳纤维表面具有1层致密的、与基体结合性能较好的膜层.固相含量为50％(质量分数)HA 浆料在2860 g 加速度下离心后所得生坯密度均匀,SEM观察表明烧结产物致密,没有明显的物质分离现象.当碳纤维含量为2％(质量分数)时,离心成型制备的改性碳纤维/HA 复合材料的抗弯强度达到最大值93．5 MPa；当碳纤维含量为2．5％(质量分数)时,该复合材料的断裂韧度达到最大值1．96 MPa?m1/2.
关键词:
离心成型
,
HA复合材料
,
改性碳纤维
,
力学性能
