基体合金对连续M40石墨纤维/Al复合材料纤维损伤及断裂机制的影响

来源：复合材料学报杂志2016年第12期北京时间：

作者：聂明明, 徐志锋, 余欢, 王振军, 姚菁,

摘要：选用M40石墨纤维为增强体，采用真空气压浸渗法制备了纤维体积分数为40%，基体合金分别为ZL102、ZL114A、ZL205A及ZL301合金的连续M40/Al复合材料，并用NaOH溶液萃取出M40纤维，研究了基体合金对连续M40/Al复合材料纤维损伤和断裂机制的影响。结果表明：不同的基体合金对M40纤维造成的损伤差异较大，从M40/ZL301复合材料中萃取的纤维拉伸强度最高，其拉伸强度为1 686 MPa，约为纤维原丝拉伸强度的38.3%；而从M40/ZL102复合材料中萃取的纤维拉伸强度最低，其拉伸强度仅为687 MPa，且纤维表面粗糙程度不一。不同M40/Al复合材料的断裂机制存在明显差别，M40/ZL102和M40/ZL114A复合材料断裂时无纤维拔出及界面脱粘，裂纹横向穿过纤维导致复合材料在低应力下失效；M40/ZL205A复合材料则表现为少量纤维拔出，界面轻微脱粘；同时，M40/ZL301复合材料表现为大量纤维拔出，裂纹沿界面纵向扩展，界面脱粘明显，纤维充分发挥其承载作用，复合材料的拉伸强度最高，达到了670.2 MPa。

关键词：连续M40/Al复合材料, 真空气压浸渗, 基体合金, 纤维损伤, 断裂机制,