The invention provides a continuous carbon fiber reinforced aluminum matrix composite material preparation method, which adopts the method of adhering and solidifying aluminum powder on the surface of continuous carbon fiber through an organic gel, and controls the thickness of the aluminum layer on the surface of the carbon fiber, thereby controlling the content and spacing of carbon fiber in the composite material after hot pressing, so as to make carbon fiber. Aluminum matrix composites with high carbon fibre content can be prepared by the parallel distribution of dimension in the aluminium matrix. The preparation method has the advantages of low cost, easy operation and industrialized production. The strength of the carbon fiber reinforced aluminum matrix composite prepared by the preparation method provided by the invention is obviously better than that of the carbon fiber reinforced aluminum matrix composite prepared by the existing infiltration method, and has broad application prospects.
【技术实现步骤摘要】
一种连续碳纤维增强铝基复合材料的制备方法
本专利技术涉及复合材料制备
,尤其涉及一种连续碳纤维增强铝基复合材料的制备方法。
技术介绍
碳纤维增强铝基复合材料综合了碳纤维的高比强度、比模量、低热膨胀系数等特点,在保证了铝的导电性的前提下,还具备了高强度、高导热性、耐磨性、抗烧蚀性和抗熔焊性等优点,其应用领域也由航空航天、军工领域向民用的汽车工业、电子、体育用品、建筑等领域逐步拓展,显示出了巨大的潜力。碳纤维增强铝基复合材料具有很好的可设计性,通过控制碳纤维的含量与分布能够制备出电学与力学性能兼顾的铝基复合材料。碳纤维的含量和排布方式对碳纤维增强铝基复合材料的电学和磨损性能有较大的影响,研究发现连续碳纤维单向分布的复合材料,沿纤维方向具有最高的导电率和耐磨损性能。目前,连续碳纤维增强铝基复合材料的制备工艺中多采用液相浸渗法,即高温下用铝的溶液压力浸渗经过镀铝的碳纤维预制骨架制备铝基复合材料。这种方法存在着碳纤维含量及间距难以控制,浸渗过程中易造成碳纤维偏聚,纤维与纤维界面直接大量接触成为裂纹源,使用过程中裂纹迅速扩展造成低应力脆断的问题。如何通过控制碳纤维的含量和排布方式制备出高强度、高导电性及高耐磨性的碳纤维增强铝基复合材料一直是研究的热点。
技术实现思路
针对现有碳纤维增强铝基复合材料存在碳纤维含量和间距难以控制及制备过程中碳纤维易偏聚的问题,本专利技术提供一种连续碳纤维增强铝基复合材料的制备方法。为解决上述技术问题,本专利技术提供的技术方案是:一种连续碳纤维增强铝基复合材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:步骤一、取碳纤维束,浸入浓硫酸中10~20 ...
【技术保护点】
1.一种连续碳纤维增强铝基复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:步骤一、取碳纤维束,浸入浓硫酸中10~20min,取出冲洗表面残酸至中性,分散为碳纤维单丝;取50~200根所述碳纤维单丝为一簇,平行排列2簇以上,并将各簇所述碳纤维单丝两端限位,在所述碳纤维单丝表面化学镀铜,得预浸体;步骤二、将所述预浸体浸入有机粘附剂中5~10s,取出,将粘附有机粘附剂的预浸体在铝粉中反复振动,得碳纤维单丝表面均匀粘附铝粉的初浸料,将所述初浸料上的有机粘附剂固化,得碳纤维初级料;步骤三、将所述碳纤维初级料再次浸入所述有机粘附剂中5~10s,取出,然后在铝粉中反复振动,得碳纤维单丝表面均匀粘附铝粉的次浸料,再将所述次浸料上的有机粘附剂固化,得碳纤维次级料;步骤四、重复步骤三,粘附多层铝粉,得直径为0.5~1mm的碳纤维复合料;步骤五、在真空热压烧结炉的热压模具中平行放入多层所述碳纤维复合料,真空热压烧结,得碳纤维增强铝基复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种连续碳纤维增强铝基复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:步骤一、取碳纤维束,浸入浓硫酸中10~20min,取出冲洗表面残酸至中性,分散为碳纤维单丝;取50~200根所述碳纤维单丝为一簇,平行排列2簇以上,并将各簇所述碳纤维单丝两端限位,在所述碳纤维单丝表面化学镀铜,得预浸体;步骤二、将所述预浸体浸入有机粘附剂中5~10s,取出,将粘附有机粘附剂的预浸体在铝粉中反复振动,得碳纤维单丝表面均匀粘附铝粉的初浸料,将所述初浸料上的有机粘附剂固化,得碳纤维初级料;步骤三、将所述碳纤维初级料再次浸入所述有机粘附剂中5~10s,取出,然后在铝粉中反复振动,得碳纤维单丝表面均匀粘附铝粉的次浸料,再将所述次浸料上的有机粘附剂固化,得碳纤维次级料;步骤四、重复步骤三,粘附多层铝粉,得直径为0.5~1mm的碳纤维复合料;步骤五、在真空热压烧结炉的热压模具中平行放入多层所述碳纤维复合料,真空热压烧结,得碳纤维增强铝基复合材料。2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤一中,将所述碳纤维束经高速气流吹散,再经梳齿状工具梳理得所述碳纤维单丝。3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤一中,将各簇所述碳纤维单丝平行排列为一排,两端夹具固定。4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤一中,所述碳纤维单丝表面镀铜的厚度为...
【专利技术属性】
技术研发人员:石永亮,戚翠芬,李爽,韩立浩,赵晓萍,李秀敏,时彦林,陈敏,黄伟青,齐素慈,
申请(专利权)人:河北工业职业技术学院,
类型:发明
国别省市:河北,13
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