铝基复合材料市场分析与发展趋势展望模板.pptx课件.pptx

1、铝基复合材料1谢谢您的观赏2019-6-30A纤维增强铝基复合材料纤维增强铝基复合材料B颗粒增强铝基复合材料颗粒增强铝基复合材料2谢谢您的观赏2019-6-30纤维增强铝基复合材料纤维增强铝基复合材料Fiber reinforced aluminum matrix composites3谢谢您的观赏2019-6-301982200520062007200920102011201220132014单向纤维增强复合材料微观断裂机理的研究单向纤维增强复合材料微观断裂机理的研究 2008-2009石墨纤维增强铝基复合材料表面稀土成膜过程石墨纤维增强铝基复合材料表面稀土成膜过程碳纤维增强镁基复合材料稀土

2、表面改性研究碳纤维增强镁基复合材料稀土表面改性研究碳纤维增强镁基复合材料表面化学镀镍碳纤维增强镁基复合材料表面化学镀镍Ni-P合金层合金层碳纤维增强碳纤维增强AZ91D复合材料微观组织复合材料微观组织二维碳纤维二维碳纤维/镁基复合材料的力学和热膨胀性能镁基复合材料的力学和热膨胀性能2009-2010 Cf/Al复合材料无损检测与质量评价初探复合材料无损检测与质量评价初探Interface and thermal expansion of carbon fiber reinforced aluminum matrix composites2011-2014热处理对热处理对Cf/Mg复合材料热膨胀

3、性能的影响复合材料热膨胀性能的影响 Phase transformation behaviors of TiNi fibers embedded in an aluminum matrix 2005-2007 一种轻质高强碳纤维增强铝基复合材料一种轻质高强碳纤维增强铝基复合材料碳纤维增强铝基复合材料及其成型技术研究进展碳纤维增强铝基复合材料及其成型技术研究进展石墨纤维增强铝基复合材料表面稀土转化膜微观结构石墨纤维增强铝基复合材料表面稀土转化膜微观结构Cf/Al复合材料化学镀复合材料化学镀Ni-P的研究的研究4谢谢您的观赏2019-6-30 目前，金属基复合材料(MMCs) 的基体主要发展了有铝

4、基、镁基、钛基、高温合金基、铜基等类型，由于铝合金具有断裂韧性高、高强度、优良的抗腐蚀性、低密度等良好的综合性能，使得铝合金在复合材料的发展中倍受青睐。其主要应用领域一是航空、航天和军事领域，二是汽车、电子信息和高速机械等民用领域。 铝基复合材料增强用的纤维有硼纤维、碳化硅纤维、碳纤维及金属丝纤维等。概概 述述5谢谢您的观赏2019-6-30CfAl复合材料的显微组织性能-力学性能 尺寸稳定性(热处理）抗腐蚀性制造工艺界面研究TiNi fibers /aluminum 检检 测测6谢谢您的观赏2019-6-30单向纤维增强复合材料微观断裂机理的研究单向纤维增强复合材料微观断裂机理的研究 本实验

5、对不同种类单向纤维增强复合材料在不同破坏方式下的微观断裂机理进行了研究。 材料的断裂是重要的失效行为之一，而复合材料的断裂过程是比较复杂的。它的机理与包括金属材料在内的其他晶体材料的断裂机理截然不同，这主要是由于它们的强化机理不同而引起的。7谢谢您的观赏2019-6-30常温拉伸试验常温拉伸试验 通过常温下拉伸断口扫描电镜照片，分析讨论了纵向拉伸、拉伸角为45”和90“时的断裂机理。 发生了抽丝现象和脱胶现象。 横向拉伸过程中纤维的剪断现象横向拉伸过程中纤维的剪断现象高温拉伸试验高温拉伸试验 碳纤维增强有机复合材料的高温拉伸行为主要决定于基体的高温性质。 由于随着温度升高基体的弹性模量下降进而

6、引起剪切强度的急剧下降。基体无法起将应力传递到纤维，整个复合材料的强度大大下降。冲击试验冲击试验 可以看到基体产生破标后仍然保留而未被断裂的纤维桥，证明在吸收大量冲击功时纤维还有不发生断裂的可能。 复合材料冲击破坏模型复合材料冲击破坏模型8谢谢您的观赏2019-6-30单向纤维增强复合材料微观断裂机理的研究单向纤维增强复合材料微观断裂机理的研究结结 论论结论结论 1拉伸试样中的长抽丝断口是因先存的断裂纤维由于界面强度弱(或脱胶层的存在)而在断裂时被拔出所致，对强度的贡献不大。结论结论 2温度接近固化温度下试样的破坏主要是由于基体粘性流动，弹性模量和剪切强度趋近于零，而基体先行破坏引起，可观察到

7、对应的岩浆状断口。结论结论 3冲击变形无明显抽丝现象，破坏过程首先是由剪切强度薄弱区或脱胶区、残余剪应变分布区等处为界面分剖成若干区，然后逐区再进行破坏。 复合材料的断裂过程受各种因素影响而引起不同的物理过程。除了纤维和基体的性能以外,微观断裂机理主要受界面结合强度的影响。9谢谢您的观赏2019-6-30 碳纤维增强铝基复合材料(Cf/Al)因为其潜在的高比强度、高比模量等优异的力学性能，在航空航天等工业领域有着极广泛的应用前景。 本文采用挤压铸造法制备了增强相体积分数为50% 的Cf/Al 复合材料，并对其微观组织、比强度和比模量进行了研究。 实验结果表明:复合材料组织致密，增强体分布均匀；

8、Cf/Al 复合材料具有较高的比强度和比模量，分别达到 302MPacm3/g 和 104GPacm3/g，高于传统铝合金、镁合金等结构材料。科技咨询一种轻质高强碳纤维增强铝基复合材料Cf/Al复合材料金相组织 a）平行于纤维 b）垂直于纤维10谢谢您的观赏2019-6-30会议论文碳纤维增强铝基复合材料及其成型技术研究进展Cf/Al复合材料金相组织 a）平行于纤维 b）垂直于纤维 本文介绍了压力浸渗法压力浸渗法制备的Cf/Al复合材料的微观组织、力学性能、热膨胀性能、尺寸稳定性、空间特性以及成型性能等研究进展，最后对复合材料的应用及发展进行了展望。 研究表明,复合材料组织致密,纤维分布均匀,

9、具备优异的力学性能,弯曲强度达1400MPa以上。材料的比强度和比模量分别为667MPacm3/g和110GPacm3/g。11谢谢您的观赏2019-6-30Study on Anticorrosive Cerium Conversion Coating of CJ6061A1 Composite SurfaceMaterials: M40 carbon fibers 6061 Al(matrix) analytical grade reagentsManufacturing Method : squeeze castingExperimentalCharacterization(Testin

10、g):The coating surface morphologies were obtained by metallography microscope and SEM microscope, and the EDS component of coatings.The polarization curves were carried out at the free corrosion potential ( Ecorr) and corrosion current density ( icorr)with a PAR M273 potentiostat.12谢谢您的观赏2019-6-30St

11、ep 1Polishing with 1000 # abrasive paperStep 2Step 3Step 4Step 5Step 6Step7Step 8Step 9wiped with acetonedegreased in alkaline solutionrinsed with distilled waterpolished with 1:1 HN03dried with airrinsed with distilled waterbohmite film treatment rinsed with distilled waterchemical passivation trea

12、tmentStep10Step 11rinsed with distilled wateResult and DiscussionChemical passivation process13谢谢您的观赏2019-6-30Research on the Non-Destructive Testing and Quality Evaluation of Cf/Al CompositesCf/Al 复合材料中的缺陷复合材料中的缺陷缩孔、疏松和气孔类缺陷。（排气不畅、补缩不足时）分层、裂纹类缺陷。（纤维和铝的CTE的差异以及脆性相）纤维排布不均匀和纤维损伤。（部分纤维布可能浮起 纤维在平面排布不均匀

13、在缠绕中可能出现纤维取向或铺层顺序偏离出错）Cf/Al 复合材料无损检测研究复合材料无损检测研究1 超声波检测方法2 X 射线照相法 主要利用复合材料本身或其他缺陷的声学性质对超声波传播的影响来检测材料内部和表面的缺陷，如孔隙、分层、裂纹、脱粘、贫胶等，在纤维增强树脂基复合材料中使用非常广泛。 根据射线穿过不同材料时衰减量的不同引起透射射线强度的变化，而在胶片上呈现明暗不同的影像，从而检测出被测物体中存在的缺陷。12314谢谢您的观赏2019-6-30热处理对热处理对Cf/Mg复合材料热膨胀性能的影响复合材料热膨胀性能的影响材料制备材料制备采用压力浸渗法制备单向Cf/Mg 复合材料，碳纤维为

14、M40 纤维，体积分数 60。基体合金分别为AZ91D与 ZM6合金。热处理工艺热处理工艺复合材料分为复合材料分为cast、an neal以及以及 T6 态。态。对于对于 Cf/AZ91D 复合材复合材料：料：退火工艺为 260/3h，炉冷； T6 工艺为 410/12h，空冷，200/15h 人工时效 对于对于 Cf/ZM6 复合材料复合材料： 退火工艺为 285/3h，炉冷；T6 工艺为 530/12h，空冷，205/15h 人工时效。热膨胀行为热膨胀行为测定测定在热效应自动分析仪上进行 Grf/Mg复合材料热膨胀行为研究，分别研究复合材料在沿着纤维方向以及垂直纤维方向上的热膨胀行为，试样

15、尺寸 4.3mm4.3mm25mm。 测 试 时 采 用 流 50mL/min 的 He 气进行气氛保护。实验步骤实验步骤15谢谢您的观赏2019-6-30热处理对热处理对Cf/Mg复合材料热膨胀性能的影响复合材料热膨胀性能的影响结果结果与与讨讨论论（1） 压 力 浸 渗 法 制 备 的 Cf/Mg 复合材料在对其进行退火或 T6 处理也可降低热膨胀系数，其中 T6 处理的效果更为明显。（2）Cf/Mg复合材料在热循环过程中，由于热应力的作用而出现明显的应变滞后现象，并导致复合材料在每次热循环结束后，发生残余塑性变形。（3）选择稀土镁合金制备复合材料，或是对复合材料进行T6 处理均可降低热循环

16、过程中复合材料的残余塑性变形。16谢谢您的观赏2019-6-30Interface and thermal expansion of carbon fiber reinforced aluminum matrix compositesEffect of thermal cycling on the mechanical properties of Cf/Al composites结果结果与与讨讨论论结果结果与与讨讨论论The amount of dislocations in the Al matrix increased gradually with the increase of ther

17、mal cycles.Two kinds of unidirectional PAN M40 carbon fiber reinforced 6061Al and 5A06Al composites were fabricated by the squeeze-casting technology and their interface structure and thermal expansion properties were investigated.Results showed that the combination between aluminum alloy and fibers

18、 was well in two composites and interface reaction inM40/5A06Al composite was weaker than that in M40/6061Al composite. t was believed that weak interfacial reaction resulted in a higher CTE. 17谢谢您的观赏2019-6-3018谢谢您的观赏2019-6-30发展趋势与展望发展趋势与展望 从涂层方面看从涂层方面看, 需继续寻找更合适的涂层, 这种涂层不但能有效的阻挡铝合金与碳纤维之间的反应, 能更好的被铝合金润湿以外, 还应有较为简洁的制取工艺, 以利于制造。 从制造工艺方面看从制造工艺方面看, 低压铸造是发展方向。只要能很好的解决涂层问题, 利用低压铸造来制造碳纤维增强铝合金复合材料, 可以获得高质量的复合材料, 而且工艺简单, 具有批量生产的可行性。 可以预料,在现代工业的高速发展和技术水平的高要求下,Cf/Al复合材料必将以其独特优势在工业领域（尤其是航空航天领域）占据重要位置。但同时也应看到, Cf/Al复合材料在未来的时间里要取得更进一步发展,并列入规模化生产的行列,还需要进行更多的探索和实践。19谢谢您的观赏2019-6-3020谢谢您的观赏2019-6-30