基体合金对连续SiCf/Al复合材料界面及拉伸强度的影响

聂明明，徐志锋，徐燕杰，余　欢，王振军（南昌航空大学 轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室，南昌 330063）

基体合金对连续SiCf/Al复合材料界面及拉伸强度的影响

聂明明，徐志锋，徐燕杰，余欢，王振军
（南昌航空大学 轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室，南昌 330063）

分别以ZL102、ZL114A、ZL205A及ZL301这4种合金为基体，以SiC纤维为增强体，采用真空气压浸渗法制备SiCf体积分数为40%的连续SiCf/Al复合材料。采用TEM和SEM对不同基体合金的SiCf/Al复合材料界面及断口形貌进行观察，并测试其拉伸强度。结果表明：不同基体合金的连续SiCf/Al复合材料界面形貌存在明显差异，其力学性能及断口形貌亦存在较大的差异。其中，SiCf/ZL102复合材料的界面存在细小的针状Al4C3相，无明显界面层，呈弱界面结合，平均拉伸强度为615.7 MPa，断口纤维拔出现象明显；SiCf/ZL205A复合材料的界面存在块状的Al4C3相及CuAl2相，呈强界面结合，平均拉伸强度为385.1 MPa，断口平齐；SiCf/ZL114A复合材料的界面结合较SiCf/ZL102复合材料的强，平均拉伸强度为475.9 MPa；SiCf/ZL301复合材料的界面存在棒状Al4C3相，大量Mg元素的富集降低界面反应，界面结合强度适中，平均拉伸强度为769.3 MPa，断口出现韧窝，基体改变裂纹横向传播的方向。

基体合金；SiCf/Al复合材料；拉伸强度；界面；真空气压浸渗

连续碳化硅纤维增强铝基复合材料（SiCf/Al）除具有高比强度、高比模量等优异性能外，还具有比连续碳纤维增强铝基复合材料（Cf/Al）更好的抗腐蚀及耐磨损等优点［1］。因此，连续碳化硅纤维增强铝基复合材料在航空航天及尖端武器等领域拥有广阔的应用前景，尤其是目前国内外对现有航空发动机减量和新型高推重比发动机的研究，对轻质高强度连续SiCf/Al复合材料提出了更为明确的迫切需求。……