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基体合金对连续M40石墨纤维/Al复合材料纤维损伤及断裂机制的影响

聂明明 徐志锋 余欢 王振军 姚菁

聂明明, 徐志锋, 余欢, 等. 基体合金对连续M40石墨纤维/Al复合材料纤维损伤及断裂机制的影响[J]. 复合材料学报, 2016, 33(12): 2797-2806. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160224.001
引用本文: 聂明明, 徐志锋, 余欢, 等. 基体合金对连续M40石墨纤维/Al复合材料纤维损伤及断裂机制的影响[J]. 复合材料学报, 2016, 33(12): 2797-2806. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160224.001
NIE Mingming, XU Zhifeng, YU Huan, et al. Effects of matrix alloy on fiber damage and fracture mechanism of continuous M40 graphite fiber/Al composites[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2016, 33(12): 2797-2806. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160224.001
Citation: NIE Mingming, XU Zhifeng, YU Huan, et al. Effects of matrix alloy on fiber damage and fracture mechanism of continuous M40 graphite fiber/Al composites[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2016, 33(12): 2797-2806. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160224.001

基体合金对连续M40石墨纤维/Al复合材料纤维损伤及断裂机制的影响

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160224.001
基金项目: 国家自然科学基金(51365043);江西省自然科学基金(20151BAB206004);轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室和航空材料热加工技术航空科技重点实验室联合资助项目(GF201101004)
详细信息
    通讯作者:

    徐志锋,教授,硕士生导师,研究方向为纤维增强轻金属基复合材料。E-mail:xu_zhf@163.com

  • 中图分类号: TB333

Effects of matrix alloy on fiber damage and fracture mechanism of continuous M40 graphite fiber/Al composites

  • 摘要: 选用M40石墨纤维为增强体,采用真空气压浸渗法制备了纤维体积分数为40%,基体合金分别为ZL102、ZL114A、ZL205A及ZL301合金的连续M40/Al复合材料,并用NaOH溶液萃取出M40纤维,研究了基体合金对连续M40/Al复合材料纤维损伤和断裂机制的影响。结果表明:不同的基体合金对M40纤维造成的损伤差异较大,从M40/ZL301复合材料中萃取的纤维拉伸强度最高,其拉伸强度为1 686 MPa,约为纤维原丝拉伸强度的38.3%;而从M40/ZL102复合材料中萃取的纤维拉伸强度最低,其拉伸强度仅为687 MPa,且纤维表面粗糙程度不一。不同M40/Al复合材料的断裂机制存在明显差别,M40/ZL102和M40/ZL114A复合材料断裂时无纤维拔出及界面脱粘,裂纹横向穿过纤维导致复合材料在低应力下失效;M40/ZL205A复合材料则表现为少量纤维拔出,界面轻微脱粘;同时,M40/ZL301复合材料表现为大量纤维拔出,裂纹沿界面纵向扩展,界面脱粘明显,纤维充分发挥其承载作用,复合材料的拉伸强度最高,达到了670.2 MPa。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-16
  • 修回日期:  2016-01-16
  • 刊出日期:  2016-12-15

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