[发明专利]一种碳纤维增强铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维增强铝基复合材料，其特征在于：所述的复合材料的成分为：按重量百分比:碳纤维 4～6% 、Li 1.0～1.3%、Nd 0.7～0.9%，余量为Al，该复合材料密度低于2.2g/cm³，抗拉强度可达到605MPa，屈服强度可达到452MPa。

2.如权利要求1所述的一种碳纤维增强铝基复合材料，其特征在于：所述的碳纤维为沥青基碳纤维、碳纳米管类或聚丙烯腈类，碳纤维的长度为105nm～4.5mm。

3.如权利要求1所述的碳纤维增强铝基复合材料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1）、将碳纤维制成预制体，并采用溶胶-凝胶法在碳纤维预制体表面进行Al₂O₃涂层处理，得到表面具有Al₂O₃薄膜的涂层碳纤维预制体；

2）、将步骤1）经过表面涂层处理的碳纤维预制体放入成形模具中，再将成形模具放入抽真空处理设备中，控制真空度低于50Pa，进行抽真空处理，抽真空处理时间在3min以上；

3）、按步骤1）碳纤维预制体总重量的15.67～24倍取混合金属粉，混合金属粉由1.04～1.38%的锂粉、0.73～0.96%的钕粉和97.66～98.23%的铝粉组成，将混合金属粉末加入容器中，加热至1050℃，使金属粉末全部熔化，保温30min，并搅拌均匀，得到混合金属液；

4）、用步骤4）得到的混合金属液进行连续铸造，在连续铸造过程中，控制浇注速度为0.25cm/s，冷却速率为6K/s，关闭真空阀门，最后经过连续铸造后的合金以固液两相共存状态引入步骤2）抽真空处理过的成形模具中，并向成形模具中充入氩气，使模具内压力达0.8MPa，在此压力下，合金和碳纤维在成形模具中进行复合；

5）、复合后的成形模具经过冷却、脱模后即得到碳纤维增强铝基复合材料。

4.如权利要求3所述的碳纤维增强铝基复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤1）的Al₂O₃涂层中Al₂O₃的重量为碳纤维总重量的4%。