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摘要
聚丙烯腈（PAN）基碳纤维因具有高强高模的特性而在众多领域被广泛使用。近年来，我国高性能碳纤维的制备技术取得了较大突破，为促进国产高性能碳纤维在铝基复合材料领域的实际工程应用，本工作以国内研制的M50J碳纤维为增强体材料，选用ZL301为基体合金，采用真空压力浸渗法制备了纤维体积分数为45%的单向连续M50J/Al复合材料。研究了该工艺条件下M50J/Al复合材料的微观组织和界面反应程度及其在室温、350℃下的拉伸性能。结果表明：M50J/Al复合材料的平均致密度为98.86%,碳纤维在复合材料中的分布较为均匀，在基体合金中未发现明显的缩孔缩松现象，复合材料主要由C、Al以及少量Al3Mg2和Al4C3相组成，M50J与ZL301基体在界面处出现反应产物，应为脆性离子碳化物Al4C3,其尺寸较小，呈细杆状；复合材料在室温及350℃下的平均拉伸强度分别为856 MPa和774.7 MPa,平均拉伸模量分别为204.3 GPa和197.3 GPa,从复合材料中萃取出的M50J碳纤维单丝的平均拉伸强度和模量分别为3 280 MPa、447 GPa,与铝合金复合后纤维丝强度发生一定程度的下降，界面结合和微观缺陷是影响复合材料拉伸性能的主要因素。
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单位中国科学院宁波材料技术与工程研究所; 轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室; 南昌航空大学
