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第卷复合材料学报. .
盎
. 涂层碳纤维增强镁基复合材料
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籀要:
镁结合. 形成/复合材料研究发现:镍、铜: 氧化硅涂层均可实现攘液对
纤维的润湿, 形成复合材料复合材料形成后, 镍和铜涂层均己消失;镍在高温下
与碳纤维相容性较差;: 氧化硅涂层稳定. 对纤维有较好的保护作用, 徐层不同,
形成了不同的纤维分布状态。,
关麓词:/摹舍材料,纤维潦层,液相浸渗眷兰千,五丧
一
、前言
/复合材料具有高比强度比横量和良好的尺寸稳定性等突出优点【。由于镁
液对碳纤维的不润湿,带来复合材料的制造困堆。虽可采用提高浸渗压力的方法,迫使镁液
浸渗纤维,但对于纤维相互接触形成的楔形空间却无笳为力。因为完全充满该楔形空闻所需
的压力为无穷大。而且压力过高又会造成纤维的机械损伤。提高金属渡温度可降低稠湿
角,但由此造成纤维化学损伤和基体氯化,甚至于镶液的燃烧。纤维表面涂覆是一种有效的
方法,
护纤维免受侣学损伤。本文在纤维表面涂覆有可雠促进链液澜湿纤维的、。涂
层,成功地实现了镁液对纤维的浸蛰研究了涂层的界面作用。
二实验方法
基体材料为工业纯镁,增强纤维用上海碳素厂产Ⅱ型碳纤维,每束根. 单丝
直径.。
运用化学镀将金属镍铜滁覆于碳纤维表面, 涂层厚度.—..;运用凝胶——溶
·· 采用液态浸渗法制造/复合材料试样‘
三、结果与分析
. 金属涂屡
由于液体对物体的洞湿过程是一个自发过程,
卒交年月日收到
。
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复合村辩学报掉卷
能降低液体与物体的相互溶解、吸附和发生化学反,是降低自由能的重要途径, 据

、—相图,在中的最大溶解度为.% ,在中几乎不溶;或均
可与形成金属间化合物或,镁液对、的润湿是可目的对于互溶度
很低的两种金属,啦和推导出在较低熔点金属的熔点温度时的平衡接触角
表达式为:
一
冀柬为平衡接触角, 为固、液态金属熔点温度,为常数, 其理论值为—
由此式计算出在镁的熔点温度下镁液与铜、镍的润温角为.。和.。
液态浸渗实验结果表明,碳纤维表面涂铜镍后与镁均获得良好的结合。图为采用
一电子探针获得涂、碳纤维增强镁基复合材料垂直于纤维方向的截面金相
图,图选加了成分分布图, 图中直线表示电子束扫描路, 曲线为与扫描直线对应点成
分。氧曲线纵坐标单位很小,却近于直线,证实基体中非氧化镁夹杂,的确实现了纤维与基
体镁的复合。
铜曲线表现出在纤维/
消失。铜溶解于镁中及铜镁形成金属问化合物是铜滁层消失的原因
图、分别为于℃、℃浸渗形成的复合材料局部成分分布图。由镍含量曲线可知
‘两种浸渗温度下形成的复合材料中镍涂层均不存在。这同样基于纤维与基体界面处无明显峰
值出现。
复合温度对镍的分布有明显的