中华不锈钢网继昨日获悉:CR法生成TiBz/Al复合材料制备工艺研究张树瑜， 碳纤维增强碳化硅复合材料结合了碳纤维优异的高温稳定性能、高强度高模量以及碳化硅基体的抗氧化性，在高温热结构方面具有广阔的应用前景。国外已经在液体发动机推力室获得成功的应用。它的性能不仅取决于碳纤维和基体SiC的性能，同时也与二者的结合强度有很大关系。如果界面结合强度过高，材料易于发生脆性断裂，达不到增韧的效果；强度太低，则达不到补强的目的。
碳纤维的表面形态是影响碳纤维与基体间界面粘结的关键因素之一，它对碳纤维本身的强度及其与基体的界面结合强度有很大的影响，从而极大地影响着Cf/SiC的力学性能。以前的研究结果表明，作为增强体的碳纤维及其编织物在各工艺阶段都会发生不同程度的强度下降，而采取不同表面处理的碳纤维所制备的Cf/ac复合材料性能也有很大差别。
由此可见，碳纤维的表面状态对浸渍-裂解后纤维的强度影响很大。其中1碳纤维表面氧化程度较高，呈活性表面，对外界条件的变化较为敏感，如高温处理、先驱体浸溃裂解等。其束丝Cf/SiC复合材料中的纤维保留强度率比2要低得多，相对于原丝的强度保留率仅为24.8%.因此，为了得到强度、性较好的Cf/SC复合材料，应尽量地减小碳纤维表面的氧化程度，使纤维与基体能形成结合强度适中的界面，充分发挥纤维的增韧和补强作用。
中华不锈钢网继昨日获悉:碳纤维在高温处理时，其表面氧的存在会对纤维进行刻蚀；当氧含量较高时，对纤维的损伤相当严重，如1碳纤维经过高温处理后其强度保留率仅为49.1%.碳纤维表面状态对Cf/SiC复合材料的性能有很大的影响，当氧含量高时会造成纤维-基体的强结合界面，使材料性能下降。如1碳纤维的保留强度仅为8%.柴跃生（太原重型机械学院）2原位内生工艺分析在原位内生工艺法制备TiB2/Al复合材料过程中影响因素众多，其中主要包括反应润性、混合物粉末与铝基体的界面反应、复合材料的氧化复合材料中的气孔和无毒精炼处理等，笔者对以上5个影响材料的关键因素，分析如下。
总反应方程式反应润湿性铝溶液温度在低于950C时，TiB2增强相与纯铝难以润湿，润湿角>90°，这主要是由于非真空（真空度小于1-9MPa）的情况下，铝或铝合金表面包覆着一层A12O3膜，该层膜阻碍增强相与铝熔体的反应，只有将铝液及Al23与其他表面活性元素形成反应才能改善润湿丨性若加入金属Mg可以有以下反应：其中，“，加入金属Mg可以改善制备工艺由于Mg在AL液中是表面活性物质，密度比铝小，易覆集于铝熔体表面，再不断的搅拌过程中与熔液中的发生反应，当铝熔体中含Mg的质量分数为0.表1TiB2/Al自生颗粒增强铝基复合材料性能材料制备当含量超过1.5%时氧化膜几乎由MgO组成，氧化膜的密度与铝的比重接近，且比表面积大颗粒细小），氧化膜碎片在铝熔体中处于缓慢运动状态，大部分滞留在熔体内，影响了复合材料的质量。
若在反应中加入微量的稀土Ga，Ga与Mg―样也是表面活性物质，加入到铝溶体中也有富集于熔体表面的倾向；且稀土元素氧化形成稀土Ga氧化物，这是一种可以增强基体性能的化合物，从而减弱了熔体由氧化物带来的负面影响，并形成所需要的复合材料2.4复合材料中的气孔在真空状态下用原位内生法制取TiB2/Al复合材料时，氢是影响铸锭组织的重要因素因为复合材料在反应过程中不可避免有水气的存在，并且混合物的加入也会带入部分气体和杂质氢主要是由于炉中的水蒸气与熔体发生反应：反应过程自由能的变化：令平衡常数为K，1gK=-AG/Kt，K=尸丐/户妒。
当t=850°C时，K=10.0K1012，表明反应向生成氢的方向强烈进行。因此含有少量水蒸气也足以使熔体发生上述反应，产生大量氢若在铝熔体中加入Ga形成稀土锆复合氧化物，在熔体表面形成一种致密的氧化膜，阻止了熔体与水气的反应，使铝熔体中含氢量大大减少。同时，Ga还与氢形成化合物进一步减少游离态在铝液中的存在2.5无毒精炼处理在复合材料浇铸前必须进行一次精炼处理，精炼的目的在于除气，扒渣，以保证获得高质量的铝液。在熔融的铝液中无毒精炼剂发生如下反应：主要产物N2和CO2没有刺激性且不溶于熔液，在上浮过程中起精炼除气作用。另外，加入NaCl可以起缓冲作用，防止反应太快。
中华不锈钢网继昨日获悉:实验结果用上述CR法制备的TiB/Al复合材料中TiB2颗粒体积分数按LSW定律分别为5%，15%和6. 5%，试样按GB 6397-86标准加工成拉伸试样，在MTS-880电子万能实验机上对其进行拉伸性能及布氏硬度测定，结果如表1.从表中可以看出，随着TiB2的体积分数增加，TiB/Al复合材料机械性能较纯铝显著提高，塑性明显降低。这种现象说明，在实际中很难既使强度提高，又使塑性、韧性及延伸率有明显增力P.另外，拉伸试样断口没有发现明显气孔和夹杂，断口组织细而致密，表明材料制备工艺较为合理，TiB2/Al（体积分数5%与体积分数6.5%）的强度低于TiB2/Al（体积分数10%），是因为TiB颗粒反应程度与影响因素不同而造成在拉伸过程中较多TiB2颗粒虽能使材料断裂机会减少，但并不是TiB2含量越多越好，由表1可以看出当反应物的加入体积分数> 45%时机械性能又会下降这表明，从提高材料强度来看，反应物加入的体积分数应介于15%~35%之间4结论在实验的基础上，对影响TiB2/Al复合材料原位内生工艺的5个关键因素进行了探讨，并提出相应的改进措施，进一步优化工艺参数，形成合理的反应工艺体系在实验的基础上提出一种TiB颗粒形成润湿新方法，有效解决了原位反应的润湿性问题，对实际应用具有指导意义采用原位内生工艺制备TiB/Al复合材料有利于改善增强相TiB在基体中的分布，可以显著降低气孔、疏松等缺陷的发生。
