短碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備工藝及性能研究.pdf

1、碳纖維是目前的熱門材料之一，它的低熱膨脹系數(shù)、高強(qiáng)度、以及耐磨減磨等優(yōu)異性能被用于越來越多的高科技行業(yè)。碳纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料具有良好的耐磨性，低的熱膨脹系數(shù)，優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性等使其擁有著非常廣闊的應(yīng)用前景。本文采用粉末冶金的方法制備碳纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料，為了避免碳纖維與鋁基體的浸潤(rùn)性差、易發(fā)生反應(yīng)等問題的發(fā)生，本文對(duì)碳纖維進(jìn)行了化學(xué)鍍銅的研究，優(yōu)化了鍍銅工藝。使用了熱壓法進(jìn)行復(fù)合材料的制備，研究出了合適的熱壓工藝，并對(duì)復(fù)合材料

2、的拉伸強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)、摩擦系數(shù)、磨損率進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在化學(xué)鍍銅中，在電動(dòng)機(jī)械攪拌下，最佳的鍍銅工藝為：CuSO4·5H2O濃度20g/L、EDTA-2Na濃度25g/L、酒石酸鉀鈉濃度25g/L、甲醛15ml/L、二聯(lián)吡啶15mg/L、亞鐵氰化鉀20mg/L、氫氧化鈉16g/L、溫度為60℃、pH值為12、碳纖維加入量為3g/L。⑵.碳纖維對(duì)于鋁基復(fù)合材料的硬度、致密度、抗拉強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)、摩擦系數(shù)以

3、及磨損率有著顯著的影響。復(fù)合材料的致密度隨著碳纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而下降，而布氏硬度和抗拉強(qiáng)度在碳纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％時(shí)經(jīng)過熱處理達(dá)到最高，為HB102.6和278MPa；鋁基復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)受碳纖維的加入影響比較大，熱處理后碳纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)比無碳纖維添加的復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)減小了47.4%；復(fù)合材料的摩擦系數(shù)隨著碳纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提升而逐漸減小，在碳纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，復(fù)合材料的磨損率達(dá)到最小。綜合上述，碳纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5