涂层碳纤维镁基复合材料的界面控制
碳纤维增强镁基复合材料(C/Mg复合材料),具有密度低、比强度、比模量高、热膨胀系数可以接近于零、在较大温度范围内具有很好的尺寸稳定性等突出的特性,在航空、航天、国防等领域将具有广阔的应用背景。然而C/Mg复合材料体系本身的一些特性因素制约了它的发展,主要包括(1)碳纤维和镁基体不润湿给C/Mg复合材料的制备造成很大困难;(2)严重界面反应使得C/Mg复合材料无法获得理想的界面结合状态,同样制约着复合材料的力学性能。
本文通过对C/Mg复合材料界面结构的理论分析,制备工艺及界面的优化设计,成功制备出碳纤维增强镁基复合材料,并对其微观组织结构、界面反应层的形成规律及机理和力学性能进行了系统的研究;揭示了不同纤维涂层造成的界面反应产物对界面结构和断裂行为的影响规律,并在TiO2涂层C/Mg复合材料中实现了设计的新界面结构;在此基础上,研究了基体中铝含量以及涂层厚度对新界面结构及力学性能的影响规律,初步探讨了TiO2涂层C/Mg复合材料的界面形成机制及其断裂行为。为了实现C/Mg复合材料的理想界面结合,本文提出了一个具体的界面结构:微反应层界面结构来获得适度 ...


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