表面改性碳纖維增強Fe3Si基復(fù)合材料的研究.pdf

1、金屬硅化物(Fe3Si)不僅保持著硅化物耐高溫、抗氧化、抗腐蝕等特長，更以其軟磁性的優(yōu)異性能引起了廣泛的關(guān)注。Fe3Si制備方法簡單、成本低廉，是一種潛在的高溫結(jié)構(gòu)材料。但是，F(xiàn)e3Si與其他金屬間化合物一樣存在高溫強度不足的缺點。因此，對Fe3Si進行低溫增韌高溫補強已成為Fe3Si基合金材料實用化的關(guān)鍵。
　　本研究采用在Fe3Si中添加體積分數(shù)為10％的短碳纖維增強相的方法以改善它的室溫脆性，得到如下幾點研究結(jié)果:
　

2、　1.采用酸洗后的短碳纖維，均勻分散于主要成分為硫酸銅、檸檬酸鈉、酒石酸鈉和硝酸鉀的溶液中，利用未經(jīng)硝酸處理的長碳纖維為陰極，電解Cu板做陽極，在電磁攪拌的環(huán)境下，通以2V電壓沉積30 min，制備出了表面鍍銅均勻的短碳纖維。
　　2.采用酸洗后的短碳纖維，置于AlOOH溶膠中進行包覆后烘干，經(jīng)高溫處理后制備出包覆Al2O3均勻的碳纖維。經(jīng)過3次重復(fù)的包裹，碳纖維表面的Al2O3包覆層得到了有效的增長，包覆3次得到致密的包覆層。<

3、br>　　3.碳纖維增強相均勻分散在Fe3Si基體中并與基體緊密的結(jié)合在一起，提高了Cf/Fe3Si復(fù)合材料的三點彎曲強度。原始碳纖維使復(fù)合材料的三點彎曲強度由240MPa提升至309MPa;經(jīng)過包覆的碳纖維在基體中起到了更好的增強效果，三點彎曲強度達到了339MPa。
　　4.氧化鋁涂層碳纖維在Fe3Si-Cu基體中起到了增強效果，由于界面結(jié)合較差導(dǎo)致了性能的提升并不顯著(三點彎曲強度由338MPa提升至357MPa)，銅鍍層碳