碳纖維增強磷酸鋁復合材料的力學性能研究

編號：CYYJ043563

篇名：碳纖維增強磷酸鋁復合材料的力學性能研究

作者：王小兵 秦巖 傅華東 何山 王帥 楊少杰

關鍵詞： 超細高嶺土 B4C 磷酸鹽復合材料 力學性能 強度保持率

機構： 武漢理工大學材料科學與工程學院

摘要： 為了改善無機復合材料在服役環(huán)境下力學性能驟降的缺點,本研究以超細高嶺土和B4C顆粒填充自制磷酸二氫鋁作為基體,以碳纖維作為增強體,制備了碳纖維增強磷酸鋁復合材料。通過力學萬能試驗機、差示掃描量熱儀(DSC)、X射線衍射(XRD)儀、掃描電鏡(SEM)等對該復合材料進行了性能表征。結果表明:隨著兩種骨料顆粒的添加,碳纖維增強磷酸鋁復合材料的最高密度達到1.871 g/cm3,常溫抗彎強度先增大后減小,高嶺土顆粒在高溫下會裂解生成Al2O3及SiO2,并與B4C生成一定量的SiC以及BPO4與B2O3等組成的熔融態(tài)物質,填充了基體裂解產生的孔隙,從而減少了復合材料的結構缺陷。當m[Al(H2PO4)3]∶m(高嶺土)∶m(B4C)為100∶35∶15時,平均抗彎強度最高可達129.5 MPa,600℃熱處理60 min后抗彎強度為65.47 MPa,力學強度保持率得到提高,可達50.56%。