碳纤维表面改性增强Fe3Al-Al2O3复合材料的制备及组织性能

作者：贾建刚^*; 刘畅; 刘第强; 高昌琦; 季根顺

来源：复合材料学报, 2019, 36(09): 2155-2162.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20181213.002

• 陶瓷基复合材料
• 碳纤维
• Al2O3
• Fe3Al
• 破坏机制

采用溶胶-凝胶分散和热压烧结制备了短切碳纤维(CFs)/Fe3Al-Al2O3复合材料。分别通过电化学镀Cu和化学气相沉积SiC对CFs表面修饰和改性,研究了Cu镀层和SiC涂层对CFs/Fe3Al-Al2O3复合材料显微组织、相组成、力学性能及断裂行为的影响。结果表明,未修饰的CFs在Fe3Al-Al2O3基体中受到严重侵蚀,CFs/Fe3Al-Al2O3复合材料致密度低,抗弯强度仅为239.0 MPa,与Fe3Al-Al2O3强度相当;表面镀Cu可有效保护CFs不被侵蚀,同时提高了CFs/Fe3Al-Al2O3复合材料的烧结致密性和界面结合强度,从而明显提高了复合材料的断裂强度,但断裂过程中纤维拔出较短;CFs表面沉积SiC的CFs/Fe3Al-Al2O3复合材料组织均匀致密,表面涂层完整,且与纤维及基体之间结合力相当,断裂过程中,涂层既可随纤维一起拔出基体,也可与CFs分离而留在基体之中,SiC涂层与纤维及基体之间的弱相互作用很大程度上促进了纤维脱黏和拔出,从而促进CFs/Fe3AlAl2O3复合材料韧化所需的渐进破坏机制。

• 单位
  兰州理工大学