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碳纤维增强磷酸铝复合材料的力学性能研究

编号:CYYJ043563

篇名:碳纤维增强磷酸铝复合材料的力学性能研究

作者:王小兵 秦岩 傅华东 何山 王帅 杨少杰

关键词:超细高岭土 B4C 磷酸盐复合材料 力学性能 强度保持率

机构:武汉理工大学材料科学与工程学院

摘要:为了改善无机复合材料在服役环境下力学性能骤降的缺点,本研究以超细高岭土和B4C颗粒填充自制磷酸二氢铝作为基体,以碳纤维作为增强体,制备了碳纤维增强磷酸铝复合材料。通过力学万能试验机、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)等对该复合材料进行了性能表征。结果表明:随着两种骨料颗粒的添加,碳纤维增强磷酸铝复合材料的最高密度达到1.871 g/cm3,常温抗弯强度先增大后减小,高岭土颗粒在高温下会裂解生成Al2O3及SiO2,并与B4C生成一定量的SiC以及BPO4与B2O3等组成的熔融态物质,填充了基体裂解产生的孔隙,从而减少了复合材料的结构缺陷。当m[Al(H2PO4)3]∶m(高岭土)∶m(B4C)为100∶35∶15时,平均抗弯强度最高可达129.5 MPa,600℃热处理60 min后抗弯强度为65.47 MPa,力学强度保持率得到提高,可达50.56%。

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