碳纤维表面局部熔覆al涂层的制备及其氧化工艺研究

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1、碳纤维表面局部熔覆A1涂层的制备及其氧化工艺研究杨建军赵雪妮王旭东张靖王婉英张黎何富珍杨柯刘军鹏陕西科技大学机电工程学院摘要：采用局部熔覆法复合水/化学氧化法对碳纤维(CF)表面A1涂层的制备及氧化工艺进行了研究，并采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)和X-射线衍射仪(XRD)等对CF表面涂层的微观形貌和物相组成进行了表征.研究表明：采用局部熔覆法可以制备得到A1涂层，当拉丝速度为10mm/s时涂层表面形貌优良，能够实现对基体CF的完全包覆；当熔覆次数由1次增加至3次时获得的涂层致密均

2、匀，厚度由0.Sum增加至3.lum;研究还发现采用水氧化法可以实现A1涂层向AI2O3的转变，而采用化学氧化法时，CF表面的A1涂层存在大量溶解的现象.关键词：碳纤维；A1涂层;局部熔覆;氧化工艺;作者简介：杨建军(1993-)，男，陕西西安人，在读硕士研究生，研究方向：牛物复合材料作者简介：赵雪妮(1974-)，女，陕西礼泉人，教授，博士，研究方向:生物复合材料，86720973@qq.com收稿日期：2017-07-10基金：国家自然科学基金项目(51072107)Studyonthepartia

3、lcladdingprocessandoxidationpropertiesofAlcoatingonthesurfaceofcarbonfiberYANGJian-junZHAOXue-niWANGXu-dongZHANGJingWANGWan-yingZHANGLiHEFu-zhenYANGkeLIUJun_pengCollegeofMechanicalandElectricalEngineering,ShaanxiUniversityofScience&Technology;Abstract：In

4、thisexperiment，thepreparationandoxidationprocessofAlcoatingoncarbonfiber(OF)surfacewerestudiedbythemethodofpartidlcladdingcombinedwater/chemicaloxidationmethod.ThemicrostructureandphasecompositionofCFsurfacecoatingswerecharacterizedbyscanningelectronmicr

5、oscopy(SEM),X-rayenergydispersivespectroscopy(EDS)andX-raydiffraction(XRD).TheresultsshowthattheAlcoatingcanbepreparedbypartidlcladding.Whenthecontroldrawingspeedis10mm/s,thesurfacemorphologyofthecoatingisgood,andthecoatingofthematrixCFcanbecompletelycoa

6、ted.Whenthecladdingtimesincreasedfrom1timeto3times,thecoatingwascompactandunifom,andthethicknessincreasedfrom0>8umto3.1um.ItisalsofoundthattheAlcoatingcanbetransformedintoALOabywateroxidationmethod,buttheAlcoatingonthesurfaceofCFhasalargenumberofdissolut

7、ionphenomenabychemicaloxidationmethod.Keyword：carbonfiber;Alcoating;partialcladding;oxidationprocess;Received：2017-07-100引言碳纤维（CF）作为一种低密度、高强度、高模量比的纤维材料，具有良好的耐磨性、耐热性、尺寸稳定性和耐酸碱性，已成为一种极具发展潜力的增强材料[1-4].其复合材料被广泛地应用于航空航天、机械工程以及生物I矢用等领域•但是，在利用CF增强陶瓷基复合材料时由于其在高温

8、有氧条件下易发牛氧化，从而造成自身力学性能降低，对基体的强韧作用减弱，难以达到预期效果[4,5].因此,为避免CF的氧化损伤，在其表面制备具有抗氧化性能的保护涂层是一种行Z有效的方法.氧化铝（A1Q）因为具有良好的高温抗氧化性能，已经被广泛用作各类材料表面的抗氧化保护涂层回.目前，AIQ,涂层可直接制备或通过A1涂层氧化转化获得•直接制备A1Q涂层的方法主要有化学气相沉积口1、等离子体喷涂血、溶胶-凝胶法回、物理气相沉积等•化学气相沉积、等