短碳纤维增强TZM合金基复合材料的制备及性能

       短碳纤维增强TZM合金基复合材料的制备及性能

碳纤维增强复合材料是目前最先进的复合材料之一。它以其轻质高强、耐高温、力学性能优良等特点广泛用作结构材料。TZM合金(Titanium-

Zirconium-Molybdenum Alloy)是目前广泛应用的一种高温合金,该合金具有熔点高,强度大,弹性模量高,膨胀系数小,蒸气压低,导电导热性好,

抗蚀性强以及高温力学性能良好等特点,因而在很多领域得以广泛应用。 本文采用粉末冶金的方法制备短碳纤维增强TZM合金基复合材料。在

制备过程中,研究了不同的烧结气氛对碳纤维和TZM合金的影响,并对复合材料的组织和力学性能进行了研究。研究主要取得以下成果：

 (1)烧


结气氛的不同对碳纤维的影响比较明显。碳纤维在氢气气氛下,热处理温度为1000℃时,纤维的表面形貌以及抗拉强度性能变化不大；热处理温

度为1500℃时,碳纤维表面出现了大量的孔洞和凹坑,质量和抗拉性能明显下降；热处理温度为1800℃时,碳纤维与氢气反应消失。碳纤维在氩

气气氛下,热处理温度为1800℃时,碳纤维表面有呈细绒毛状的附着物和小的凹坑,但碳纤维仍保持着良好的抗拉强度。

 (2)在相同的烧结温度


和烧结时间下,在氢气气氛下,TZM合金晶粒细小,烧结密度大,抗拉强度和冲击韧性较好。

(3)添加碳纤维的C/TZM复合材料晶粒细小,随着碳纤


维含量的增加,复合材料的密度降低。碳纤维体积分数为2%时,C/TZM复合材料的布氏硬度、抗拉强度和冲击韧性的力学性能最优。