双相多尺度镀镍碳纤维和碳化锆颗粒增强铝基复合材料制备及力学性能研究

采用放电等离子体烧结制备了双相多尺度镀镍碳纤维和碳化锆颗粒增强铝基复合材料(Cf(Ni)-Zr C/2024Al)。为了提高碳纤维和基体的界面结合强度，对碳纤维进行了化学镀镍，研究了烧结工艺对复合材料的密度、显微硬度和拉伸强度的影响。结果表明，在烧结温度为480℃，烧结压力为30 MPa，保温时间为10 min时，可以得到结构致密，性能优异的铝基复合材料。复合材料的密度仅为2.71 g/m~3，显微硬度、拉伸强度和伸长率分别为105.6 HV、330 MPa和10.2%，力学性能均高于2024Al合金。力学性能的提高归因于表面化学镀碳纤维和基体良好的界面结合、ZrC的网状分布结构、以及增强相和基体热膨胀系数不匹配导致的位错增强。