一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及铝合金制备领域，公开了一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）对同向排列的碳纤维施加预张力，用模具固定，获得定向排列的碳纤维；（2）在模具中倒入表面活性剂的水溶液，充分浸润后，干燥，获得包覆有表面活性剂的碳纤维；（3）在模具中倒入铝液，超声震荡后，冷却，获得碳纤维增强铝基复合材料。本发明专利技术的制备方法通过在碳纤维外包覆表面活性剂，能有效改善碳纤维与铝基体之间的相容性，提高复合材料的力学性能和导热性能。

【技术实现步骤摘要】
一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法
本专利技术涉及铝合金制备领域，尤其涉及一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法。
技术介绍
铝基复合材料是常见的金属基复合材料，其密度小、质量轻、可塑性好，易于加工，高温性能好，与其他材料相比，有着良好的物理性能与力学性能，非常适合用于制备电力系统用高导热、高机械强度材料。碳纤维增强铝基复合材料(CarbonFiberReinforcedAluminumMatrixComposites，简称Cf/Al复合材料)是以碳纤维为强化体，以铝或铝合金为基体的一类复合材料的统称，它具有良好的耐磨性、低的热膨胀系数、优异的导电和导热性等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、电子仪器以及民用器具等领域。Cf/Al界面的结合方式和结构对于复合材料中基体和碳纤维之间的载荷传递起到了非常重要的作用。增强体碳纤维具有很多优良性能，但是只有碳纤维和铝基复合材料良好结合才能充分利用其性能，而碳纤维和铝基体只有在1000℃时才可以完全润湿，但是在此温度上，碳纤维氧化反应强烈，损伤非常严重。另一方面，在高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）对同向排列的碳纤维施加预张力，用模具固定，获得定向排列的碳纤维；/n（2）在模具中倒入表面活性剂的水溶液，充分浸润后，干燥，获得包覆有表面活性剂的碳纤维；/n（3）在模具中倒入铝液，超声震荡后，冷却，获得碳纤维增强铝基复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）对同向排列的碳纤维施加预张力，用模具固定，获得定向排列的碳纤维；
（2）在模具中倒入表面活性剂的水溶液，充分浸润后，干燥，获得包覆有表面活性剂的碳纤维；
（3）在模具中倒入铝液，超声震荡后，冷却，获得碳纤维增强铝基复合材料。


2.如权利要求1所述的一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述预张力为10~100N。


3.如权利要求1所述的一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于：
步骤（2）中，所述表面活性剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、卵磷脂、烷基葡糖苷中的至少一种；和/或
步骤（2）中，所述表面活性剂的水溶液的质量分数为5~50wt.%。


4.如权利要求1所述的一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述浸润的时间为30~120min。


5.如权利要求1所述的一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述超声震荡的功率为500~1000W，时间为10~60min。


6.如权利要求1所述的一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述碳纤维为包括芯部和皮层的皮芯结构碳纤维；所述芯部为碳纤维，所述皮层为铝/碳复合材料。


7.如权利要求6所述的一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述芯部的直径为3~5μm；所述皮层的厚度为1~2μm。


8.如权利要求7所述的一种定向分布的预应力碳纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述皮芯结构碳纤维的制备方法如下：
（A）对沥青进行熔融纺丝，制成碳纤维原丝；
（B）将碳纤维原丝在200~400℃、空气气氛中进行预氧化；
（C）用铝溶胶与熔融沥青的混合液对碳纤维原丝进行浸渍，获得包覆有铝溶胶与熔融沥青的碳纤维；所述铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐巍峰，朱培红，季伟，吴建灵，王文军，初金良，叶吉超，孟繁东，吴梦凯，韩怡秋，邵明亮，
申请(专利权)人：丽水正阳电力建设有限公司，丽水正好电力实业集团有限公司，国网浙江省电力有限公司丽水供电公司，贵州晟展峰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33