基于真空气压浸渗的2.5D-C f /Al复合材料微观组织及力学性能研究

发布时间：2020-12-14 15:39

　　2.5D编织是一种特殊的三维编织结构,其编织工艺简单,经、纬向性能相近且可进行设计,并具有优良的层间性能和结构整体性,是一种理想的纤维预制体的编织方法。而真空气压浸渗法是真空环境下压力成形,高压下凝固的一种先进的近净成形技术,实现了材料制备与成形一体化,能直接制备出尺寸精确和形状复杂的构件,避免了材料二次加工对纤维的损伤。二者结合,适合于实现高性能复杂结构的C_f/Al复合材料的制备。本文选用ZL301铝合金为基体合金,M40为增强体材料,纤维预制体为编织的2.5D仿形板和2.5D平板织物,其碳纤维体积分数为42%,经、纬向的纤维体积比为3:2,其结构特点经向纤维束的编织路径是正弦曲线,纬向纤维束的编织路径是直线的浅交弯联。着重研究纤维预热温度对2.5D-C_f/Al复合材料致密度、微观组织和拉伸强度的影响规律,并采用XRD、SEM和EDS等多种分析方法对复合材料的微观组织及拉伸性能等进行测试分析;在制备2.5D仿形板复合材料的基础上,优化工艺进而制备了2.5D-C_f/Al复合材料经、纬向平板,并对其进行室温拉伸和弯曲性能测... 

【文章来源】：南昌航空大学江西省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 三维编织的研究现状
        1.2.1 三维编织工艺的发展
        1.2.2 2.5D编织结构的特点
    1.3 3D复合材料的制备方法
        1.3.1 编织树脂基复合材料
        1.3.2 编织陶瓷基复合材料
        1.3.3 编织金属基复合材料
    1.4 界面反应控制的方法
    1.5 研究目的及意义
第2章 研究内容与实验方案
    2.1 研究内容
    2.2 实验方案
    2.3 实验材料、实验设备及测试仪器
        2.3.1 实验材料
        2.3.2 2.5D纤维预制体编织
        2.3.3 真空气压浸渗设备
        2.3.4 测试分析仪器与设备
    2.4 技术路线
        2.4.1 工艺流程
f/Al复合材料">        2.4.2 真空气压浸渗法制备 2.5D-C_f/Al复合材料
        2.4.3 测试表征
f/Al复合材料组织和性能的影响">第3章 预热温度对 2.5D-C_f/Al复合材料组织和性能的影响
f/Al复合材料致密度的影响">    3.1 预热温度对 2.5D-C_f/Al复合材料致密度的影响
f/Al复合材料微观组织的影响">    3.2 预热温度对 2.5D-C_f/Al复合材料微观组织的影响
f/Al复合材料基体元素和相组成">    3.3 不同预热温度下 2.5D-C_f/Al复合材料基体元素和相组成
f/Al复合材料拉伸性能的影响">    3.4 预热温度对 2.5D-C_f/Al复合材料拉伸性能的影响
        3.4.1 拉伸强度
        3.4.2 拉伸断口
f/Al复合材料断裂机理">        3.4.3 2.5D-C_f/Al复合材料断裂机理
    3.5 本章小结
f/Al复合材料平板的制备与性能">第4章 2.5D-C_f/Al复合材料平板的制备与性能
f/Al复合材料平板的特点">    4.1 2.5D-C_f/Al复合材料平板的特点
f/Al复合材料的拉伸性能">    4.2 2.5D-C_f/Al复合材料的拉伸性能
f/Al复合材料的弯曲性能">    4.3 2.5D-C_f/Al复合材料的弯曲性能
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]3D-Cf/Al复合材料真空气压浸渗工艺研究[J]. 徐鹏,徐志锋,余欢,王振军,姚菁,聂明明.  特种铸造及有色合金. 2015(07)
[2]经纬向纤维体积比例对2.5D机织复合材料力学性能的影响[J]. 焦亚男,仇普霞,纪高宁,徐雪伟.  天津工业大学学报. 2015(03)
[3]石墨烯/铝复合材料的研究现状及应用展望[J]. 杨文澍,武高辉,肖瑞,董蓉桦.  新材料产业. 2014(11)
[4]纤维预热温度对真空气压浸渗连续SiC_f/Al复合材料致密度和力学性能的影响[J]. 廖焕文,徐志锋,余欢,王振军.  中国有色金属学报. 2014(09)
[5]化学气相渗透工艺制备陶瓷基复合材料[J]. 成来飞,张立同,梅辉,刘永胜,曾庆丰.  上海大学学报(自然科学版). 2014(01)
[6]金属基复合材料概述[J]. 王燕,朱晓林,朱宇宏,姚强.  中国标准化. 2013(05)
[7]金属基复合材料界面反应控制研究进展[J]. 武高辉,姜龙涛,陈国钦,张强.  中国材料进展. 2012(07)
[8]纤维束内部孔洞对2.5D-C/SiC复合材料弹性性能的影响研究[J]. 常岩军,张克实,矫桂琼,王波.  工程力学. 2011(03)
[9]三维编织复合材料力学性能研究进展[J]. 曾涛,姜黎黎.  哈尔滨理工大学学报. 2011(01)
[10]连续纤维增强铝基复合材料制备技术研究进展[J]. 许久海,徐志锋,王振军,余欢.  铸造技术. 2010(12)

博士论文
[1]短碳纤维增强镁基复合材料的制备及其性能的研究[D]. 任富忠.重庆大学 2011
[2]合金元素对Cf/Al复合材料微观组织及性能影响[D]. 王旭.哈尔滨工业大学 2011

硕士论文
[1]不同基体合金制备的C_f/Al复合材料微观组织及力学性能的研究[D]. 姚菁.南昌航空大学 2014
[2]预热温度对连续C_f/Al复合材料组织与性能的影响[D]. 邹春红.南昌航空大学 2013
[3]三维碳纤维增强镁基复合材料残余应力的研究[D]. 谢薇.上海交通大学 2011
[4]三维编织复合材料弯曲性能的研究[D]. 宋丙红.东华大学 2012
[5]2.5维机织增强材料结构参数对经向拉伸性能的影响[D]. 张艳红.江南大学 2008
[6]三维机织陶瓷基复合材料力学行为研究[D]. 常岩军.西北工业大学 2006



本文编号：2916624