Al 2 O 3 @Y 3 Al 5 O 12 纳米短纤维对铝合金基复合材料的增强作用

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。