碳纤维表面SiO2涂层的制备及其在镁基复合材料中的应用.pdf

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1、万方数据第43卷第12期2007年12月第1282--1286页金属学玻ACTAMETALLURGICASINICAVbl．43NO．12Dec．2007PP．1282—1286碳纤维表面Si02涂层的制备及其在镁基复合材料中的应用李坤t，。)裴志亮t)宫骏t)石南林t)孙超t)1)中国科学院金属研究所材料表酾工程研究部，沈阳1100162)孛国辩学院爵究生陵，j芝京100049摘要利用Sol-Gel方法，通过优化溶胶的配置、纤维提拉过秘和干燥烧结等工艺过程，在碳纤维表面制备出均匀的、无裂纹豹Si02涂层．采雳SEM、XPS秘TEM表征了碳绎维表面Si02涂层的继擒、形貌、元豢分毒以及涂屡碳

2、纾维／镁基诲的界面结构。雅栗表嗳，涂覆Si02的碳纤维，抗氧仡能力提高，控{审性能略膏降低，僵与镁纂体复合后其撼伸强度降低了20％。Si02涂层改善了Mg对碳纤维的润湿能力’有效地促进了熔融Mg液对碳纤维的浸渗．荚键词溶胶～凝胶，Si02涂层，碳终维，镁基复食糖料巾豳法分类号TGl74．4文献标识码A文章编号0412一196l(2007)12一1282一05FABRICATIONOFSi02COATINGONCARBoNFIBREANDITSAPPLICATIONINMg-BASEDCOMPOSITELIKunI，21。PEIZhilian91)，GONG九扎¨。SHINanlinl)，S洲

3、Cha01)1)DivisionofSurfaceEngineeringofMaterials，InstituteofMetalResearch，ChineseAcademyofSciences，Shen)魄ng1100162)GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049Correspondent：SHINanlin，professor,孔j?阳纠)239717馏，E—mail：钆lshi@imr．ac．cnManuscriptreceived2007一02一12。inrevisedform2007-07-12ABSTR

4、ACTASo卜GelmethodwasappliedtofabricateSi02coatingonthesurfaceofcarbonfibre．BycontrollingthecomponentofSol，dippingspeed，heatingandsinteringprocesses，acrack—freeSiO口coatingwasobtained。SEMandXPSwereusedtocharacterizethestructure．morphologyandelementaldistributionofSi02coating，alSOtheinterfacebetweencar

5、bonfibreandmagnesiummatrixwascharacterizedbyTEM．ThemeasurementsofoxidationresistanceandmechanicalpropertiesofcarbonfibrewithandwithoutSi02coatingshowedthatSi02coatingenhancedtheoxidationresistanceofcarbonfibreandlittleloweditsmechanicalproperties．However．thetensilestrengthofCOatedcarbonfibredecreas

6、edto80％afterembeddedinMgmatrix。CarbonfibrereinforcedMg南ased(Cf／Mg)compositewasfabricatedbygaspressureinfiltrationprocessandtheresultsindicatedthatSiO，coatingcouldefrectivelypromotethewettingbetweenthemoitenMgandcarbonfibre．KEYWo辍DSSol-Gel，Si02coating，carbonfibre，magnesiummatrixcomposite碳纤维具有非常高的比强度

7、和比刚度，是金属撼复合材料中～种重要黪增强{搴．采耀高性麓静碳纾维增强轻质的镁撼合金所得到的复合材料，以其低密度和优异的机械性能等特点在航天航空领域有着广泛的应用前景⋯引．由于Mg鳇熔点比较低(650℃)，通常郝采用液态法来裁备碳纤维增强镁基(Cf／Mg)复合材料．但是碳纤维与镁基体之间的润湿性较差，给复合材料的制备带来一定的困难。另外在高温条绛下，碳纾维能季曩很多基俸合金元素发4收到初稿日期：2007-02