短碳纤维表面处理及粉末冶金法制备Cf/Al复合材料的研究

发布时间：2021-03-03 20:25

　　碳纤维具有低密度、高强度、高模量、耐高温、低热胀系数等优良特性,以碳纤维为增强体的铝基复合材料能够充分发挥碳纤维与铝合金的优势,成为汽车、航空航天、体育用品等领域广泛采用的材料。本文针对在碳纤维增强铝基复合材料的制备过程中产生的碳铝界面的浸润性、界面反应等问题,研究了碳纤维的表面处理工艺。采用粉末冶金工艺制备了短碳纤维增强复合材料,对碳纤维增强铝基复合材料的制备与热处理进行了优化,对复合材料的微观组织、物理性能和热处理性能进行了研究。试验结果表明：通过对碳纤维短切、表面灼烧、粗化、中和、敏化-活化二步法等预处理工序,能够得到了表面附着有均匀催化剂银的短碳纤维。经过化学镀铜和电镀处理,得到优质的镀铜碳纤维。通过对碳纤维表面处理在各种处理液进行表面处理,发现粗化、中和、敏化、还原处理液在处理过程中均未发生较大变化。而活化液与镀铜液却不能再次利用。通过对活化与镀铜的工艺改进,实现了所有处理液的多次使用,从而降低成本,提高处理效率。使用制备的镀铜碳纤维,采用粉末冶金法制备短碳纤维增强铝合金基复合材料,研究了热压温度、压强和不同碳纤维含量、基体合金性质等因素对Cf/Al复合材料密度、硬度及吸油率... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

热压法制备复合材料的模具

3.1镀铜预处理 3.1.1短切使用自制的剪切刀，将如图3.1所示的原装碳纤维剪切成长约为Znlm的短碳纤维为Zm，n，。自制切刀是使用普通刮胡刀片与自制的刀架制作而成，每个刀片间距保证了碳纤维长度的一致性。图3.1所示为剪切过程。鬓鬓鬓馨馨蘸蘸图3.1碳纤维短切过程与短切前后的形貌(a)商品碳纤维形貌(b)白制剪切!_具(c)剪切过程(d)短切后的形貌 3.1

3矢之碳纤维表面处理原装碳纤维表面涂有大量的有机胶，表面光滑，亲水性很差，不利于后续处理，因此需要改进。首先在4300C下加热30分钟，去除碳纤维表面有机物。表3.1粗化液配方化学药品硫酸(ml/L)去离子水(m1/L)过硫酸铰(g/L)用量100800200然后将碳纤维放入lL配好的粗化液中，粗化液配方如表3.1所示，在室温下保持巧一20min后过滤，并放入1L去离子水中洗去残留粗化液，每次处理59。粗化前后的粗化形貌如图3所示。经过粗化后，碳纤维的表面比较粗糙，比表面积增大，有利于与其他物质的结合。由于粗化液具有强氧化性和强酸性，为彻底去除表面的残留液，防止残留在粗糙碳纤维表面凹坑里的残留液对后续处理过程造成不良影响，粗化后可以使用10%氢氧化钠溶液浸泡3一5分钟，然后使用去离子水多次浸泡以去除表面残留液。

【参考文献】：
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本文编号：3061881