TiB2纳米涂层改性碳纤维增强Mg基复合材料的微观结构及力学性能

作者：吴佳洪; 王文广^*; 倪丁瑞; 肖伯律; 李荣德; 林楠; 武秋生; 夏津

来源：材料导报, 2023, 37(14): 126-131.

• 溶胶-凝胶
• 碳热还原
• TiB2纳米涂层
• Cf/Mg复合材料
• 力学性能

采用新颖的溶胶-凝胶与碳热还原相结合的方法，对M55J连续碳纤维(Cf)表面进行TiB2纳米涂层改性。首先，制备了掺杂五硼酸铵(NH4B5O8)的TiO2溶胶(0.2 mol/L)(Ti与B的物质的量比为1∶2),然后将其均匀涂覆到Cf表面。XPS分析表明，经1 350℃烧结120 min后，Cf表面涂层发生原位反应并生成了TiB2。采用压力浸渗法分别制备了体积分数为40%和50%的Cf增强镁基(Cf/Mg)复合材料，其抗弯强度分别达到720 MPa和870 MPa。然而，对比实验表明Mg基体不能浸渗到无涂层的Cf预制体中。HRTEM分析表明，厚度为20～30 nm的界面层由TiB2和少量的TiC、TiO2纳米颗粒组成。Cf表面的TiB2纳米涂层可以改善Cf与Mg基体之间的润湿性，提高Cf/Mg复合材料的力学性能。

• 单位
  沈阳工业大学; 辽宁石油化工大学; 中国科学院金属研究所; 上海机电工程研究所