连续玄武岩纤维增强铝基层状复合材料的制备与力学特性

丁浩¹，崔喜平^1,2，许长寿¹，李爱滨¹，耿林¹，范国华¹，陈俊锋³，孟松鹤²

1. 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院2. 哈尔滨工业大学航天学院3. 福州大学材料学院

摘 要：将连续玄武岩纤维（continuous basalt fiber,CBF）二维编织布与Al-12Si合金箔交替叠层堆垛成三明治结构,再利用真空压力浸渗技术成功制备出高体积分数（65%）的连续玄武岩纤维增强铝基（CBF/Al）层状复合材料。研究了浸渗工艺对复合材料微观组织演变的影响规律,阐明了CBF/Al复合材料的层状结构形成机理,并评价了其力学性能。研究表明:在温度为660℃、压力为10 MPa条件下浸渗10 min可以获得全致密的CBF/Al复合材料,其微观组织呈现独特的层状结构,即玄武岩纤维在铝合金基体中呈现垂直交叉层状分布特征,玄武岩纤维与铝合金基体未发生明显的化学反应,且由于玄武岩纤维与铝合金基体之间发生了元素（如Al、Si等）互扩散而形成了良好的冶金结合界面。纤维非理想排布方式而导致的有效承载能力下降以及高温下玄武岩纤维断裂强度降低是CBF/Al层状复合材料未达到理想力学性能的关键因素。

关键词：连续玄武岩纤维;铝基复合材料;层状结构;界面;弯曲强度;