碳纤维增强铝基复合材料.ppt

文献工作报告,英文文献,论文题目：碳纤维增强铝基复合材料的性能与发展文献作者：T.Shalu,E.Abhilash.,M.A.Joseph（印度卡利卡特国家技术研究院，机械工程学系）出自期刊：材料加工技术发表时间：2009年第209期4809-4813页,摘要,随着材料加工技术的进步与发展产生了一些如金属复合材料的新材料，并广泛应用于飞机和汽车技术。本文探讨了用挤压铸造法对体积分数是20-25%的碳纤维增强的铝基复合材料的发展。通过与一般的铝合金相比，碳纤维增强铝基复合材料的抗拉强度减弱，硬度和韧性增大，并且碳纤维能够均匀的分布在铝基复合材料的内部。关键词：铝基复合材料，碳纤维，挤压铸造，冲击试验，性能,第一部分：复合材料的介绍,碳纤维增强铝基复合材料的采用挤压铸造技术制备。其结合了传统的加压模法,重力金属模铸法，锻造工艺的优点，主要优点是消除了气孔，从而使材料有良好的尺寸精度、耐磨性、耐蚀性、硬度、耐高温性,抗强度强度和更好的蠕变强度。,和其他金属基复合材料相比，铝基复合材料成本低，主要应用包括铝合金活塞发动机,盘式制动器，微分插齿齿轮、铝制汽车轮、钢和铸铁导弹等部件。随着新工艺方法的不断开发，增强铝基复合材料将以其优良的特性在航空航海等高端领域发挥更加巨大的作用,第一部分：复合材料的介绍,第二部分：材料与发展,碳纤维和金属基质挤压铸造法3.性能研究,碳纤维圆柱的体积分数是大约20-25%,直径为100mm，厚度为35mm，体积密度为0.380.42g/cm3.在高压下，用液体铝合金对碳纤维进行浸渗。高压可能会使金属变形，从而使气孔减少,2.1碳纤维和金属基,表一物理性能不同的碳纤维,2.1液体碳纤维和金属基,表2铝基金属基复合铝优点：轻，成本低,2.2挤压铸造法,图一.挤压铸造工艺图,300-400C,熔点之上150-250C,直径为100mm，厚度40mm,150顿,2.2挤压铸造法,图2挤压铸造装置图,150顿,2.2挤压铸造法,第三部分：结果与讨论,1.制备和结构2.机械性能,采用keller腐蚀剂：2mlHF(48%)+3mlHCl+5mlHNO3+190mlH2O腐蚀时间：15S采用金相显微镜（ASTME23-01）和电子描显微镜（SEM）进行组织观察,3.1制备和结构,组织性能图5：光学显微镜下的碳纤维增强铝基复合材料（a）径向平面为100的图片（b）轴向平面为1000的图片,3.1制备和结构,图5表明1.碳纤维分布均匀,材料组织均匀致密,显微组织图还显示预成型纤维之间优良纤维的长度和直径。纤维长度的轴向变化从10-100毫米,径向变化在3-5毫米之间，纤维直径大约10微米。2.复合材料没有渗透气孔残留的迹象。3.挤压铸造产品相对与常规铸造有优越的力学性能是由于有较高的密度、细粒度和比较均匀的微观结构。,3.1制备和结构,3.1制备和结构,图6.SEM断口形貌分析,1.碳碳纤维和铝基合金牢固地结合在一起，显示了合金的良好润湿性；2.铝基合金断口韧窝细密，显示了合金的良好塑性,3.2机械性能,1.铝基复合材料的极限抗拉强度比铝基合金低2.铝基复合材料轴向和径向的硬度，冲击能量比铝基合金的高,第四部分：结论,1.本实验证明金属基复合材料能够很容易通过挤压渗透技术把碳纤维和铝合金基结合在一起。这种加工技术特别适用在选定的需要铸造连接并强化的关键部位。密2.47g/cc的先进航空材料要比密度是2.7g/cc的先进航空材料要小。2.与同种铝合金相比这种方法加工的复合材料的硬度和冲击能量都得到了提高。但是研究表明这种复合材料的极限抗拉强度要低于同种挤压铸造方法加工的铝合金，因此极限抗拉强度还