摘要：采用一种具有芯-壳结构的复合纳米纤维增强铝合金复合材料,可以在提高抗拉强度的同时增加塑性。通过真空热压烧结技术制备了Al2O3@Y3Al5O12复合纳米短纤维增强2024铝合金复合材料。研究了纤维添加质量分数对复合材料致密度、硬度、抗拉强度及延伸率的影响;并探究了芯-壳结构在复合材料增韧中的作用。结果表明:Al2O3@Y3Al5O12纳米短纤维具有良好的分散性,在超声分散及机械搅拌混粉后均匀吸附在铝合金颗粒表面,无分层及团聚现象;经热压烧结后, Al2O3@Y3Al5O12纳米短纤维以短纤维形态均匀分散在铝合金基体内,少量添加Al2O3@Y3Al5O12纳米短纤维起到了桥联和孔洞填充作用,使复合材料致密度和硬度提高;添加质量分数为1wt%时,抗拉强度和延伸率取得最大值,由铝合金的249.3 MPa、 2.9%增加到299.1 MPa、 4.3%。Al2O3@Y3Al5O12纳米短纤维的添加可以细化晶粒,阻碍裂纹扩展,且在拔出/断过程中Al2O3@Y3Al5O12纳米短纤维芯-壳结构的塑性变形起到了增强增韧作用。

关键词：铝合金复合材料 抗拉强度 延伸率 

单位：兰州理工大学有色金属先进加工与再利用国家重点实验室; 兰州730050; 兰州理工大学材料科学与工程学院; 兰州730050