钛合金/碳纤维布复合材料的界面与力学性能的研究（英文）

杨智明¹，吴腾腾²，刘金旭¹，周林³，李树奎^1,4

1. 北京理工大学材料学院2. 北京汽车股份有限公司3. 北京机电研究所4. 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

摘 要：选用Ti-6Al-4V（TC4）钛合金为基体,镀铜碳纤维布为增强相来制备钛合金/碳纤维布复合材料。通过放电等离子烧结法（SPS）对镀铜碳纤维布与钛合金薄片进行叠层烧结,制备钛合金/碳纤维布叠层复合材料,并对其界面形貌、微观组织与力学性能进行表征。结果表明:镀铜碳纤维均匀分布在钛合金/碳纤维布复合材料中,Cu Ti,Cu和少量的TiC沿着纤维和基体的界面分布。钛合金/碳纤维布复合材料具有比钛合金略高的塑性,同时屈服强度和抗压强度与钛合金相比有了明显的提高。碳纤维表面电镀铜对复合材料界面有着重要的影响:（1）显着降低钛合金/碳纤维布复合材料的烧结温度;（2）提高了碳纤维和钛基体之间的润湿性,改善了界面结合,从而提高了钛合金/碳纤维布复合材料的力学性能;（3）有效地抑制TiC脆性相的产生,与未镀铜的碳纤布增强钛复合复合材料相比,镀铜碳纤维布/钛合金复合材料具有更好的塑性。

关键词：金属基复合材料;界面;烧结;力学性能;微观组织;