连续CF/Al复合材料准静态拉伸细观损伤与断裂力学行为研究

发布时间：2024-02-03 15:00

　　先进碳纤维具有密度低,强度和模量高、高低温性能稳定、热膨胀系数小等优异性能;铝合金韧性较好且具有一定塑性,价格低廉加工方便,而且耐腐蚀和耐热性能优异。由二者复合而成的连续纤维增强铝基复合材料(CF/Al复合材料)兼具两种组元材料的特性,而且呈现出高比强度和高比模量,抗疲劳耐磨损,以及良好尺寸稳定性等一系列优点,其较钛合金和高分子复合材料等传统结构材料优势明显,是满足未来航空航天结构轻量化、高精度技术要求的先进复合材料。现阶段关于CF/Al复合材料的研究,主要集中在制备工艺方法、微观组织、界面反应控制等方面,而关于CF/Al复合材料承载变形时损伤与断裂行为的研究并不多,从微观角度掌握其损伤演变规律与内在失效机理,不仅可为进一步改进制备工艺提高材料性能提供理论指导,也是复合材料性能设计及工程应用亟待解决的基础问题。本文选用石墨纤维M40J为增强体,铸造铝合金ZL301为基体合金,采用真空压力浸渗法制备出了纤维体积分数为55%的单向CF/Al复合材料。采用单轴拉伸和显微硬度实验获得了基体合金弹塑性力学行为和界面结合性能,通过准静态拉伸实验研究了复合材料纵向和横向拉伸断裂力学行为,获得了其纵向...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1单向碳纤维M40J铺层预制体

图2-1单向碳纤维M40J铺层预制体，将单向碳纤维布平整铺层到设定的厚度时后固定，等待封装。图2-2单束CF/Al复合材料预制体结构

图2-2单束CF/Al复合材料预制体结构

9图2-2单束CF/Al复合材料预制体结构如上图2-2左图所示，在一定尺寸的石墨板上沿着宽度方向打直径为2mm的圆共计三十个，然后用线切割机切在废弃的不锈钢板上切出一个长宽和石墨板长高一薄板，薄板上同样有三十个直径为1mm的圆孔；在保证大圆孔和小圆孔同心的前，....

图2-3封装完整的预制体

学位论文第2章实验计制造材料板材空气压浸渗法制备CF/Al复合材料，因此对封装预制体向纤维布按照一定的长宽比例裁剪出来，再按照铺层的，铺层的纤维布上下两个面用厚度为1cm并且已经称重的透明胶带缠绕并包裹即可得到预制体。在浸渗前，需，达到要求才可用。

图2-4单束CF/Al复合材料预制体

图2-4单束CF/Al复合材料预制体表2-4实验设定的工艺参数纤维增强铝基复合材料的过程中，根据由温度的面反应设定了三种不同的纤维预热温度，如上表都是720℃；本文中浸渗过程气压平衡时浸渗的理的情况下，保证了铝液能够获得足够压力从石具内，确保了浸渗的完整性；在三种不....

本文编号：3894280