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本文通过挤压铸造法制备沥青基Cf/Al复合材料,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)等仪器对复合材料和碳纤维的显微组织进行观察,对复合材料的热物理性能和力学性能进行了测试。分析了不同种类的沥青基碳纤维(K1100、P120和P100)以及不同的基体合金(1199、6063和5A06)对复合材料组织、热物理性能和力学性能的影响。碳纤维表征结果说明:碳纤维石墨化度越高、微晶尺寸越大、片层越完整、片层取向性越高,其轴向热导率越高。因此,沥青基碳纤维P100、P120和K1100相较于PAN基纤维具有更高的轴向热导率和弹性模量。复合材料界面结合良好,没有碳化物Al4C3生成;当Mg元素含量较低时,Mg元素以置换固溶体的形式存在于铝合金基体中;当Mg含量较低时,Mg元素以置换固溶体的形式存在于铝合金基体中;当基体合金中加入的Mg含量达到6.5wt.%时,界面生成大量的Al3Mg2。沥青基Cf/Al复合材料的纵向热导率测试值在284.7 W/m K至417.7 W/m K之间,横向热导率在38.2 W/m K至98.3 W/m K之间。其中P100/6063复合材料的纵向热导率高达390.7W/m K,与ROM模型吻合;而5A06为基体的复合材料在基体中固溶大量的Mg原子,使复合材料的热导率降低。以1199和6063为基体的复合材料热的纵向平均热膨胀系数在-1×10-6/K至1×10-6/K范围内,表现出低膨胀特性。而5A06基体的热膨胀系数较高,使复合材料的纵向热膨胀系数较高。温度和碳纤维的种类对复合材料的横向热膨胀系数影响较小,20~100℃范围内平均热膨胀系数在16×10-6/K至26×10-6/K之间,符合Kural-Min模型。复合材料的热循环实验结果表明:第一次循环过程出现开环,这主要与复合材料中的残余应力松弛有关;且由于基体合金的塑性变形作用,在循环过程中出现了明显的应变滞后环。以6063为基体的复合材料的弹性模量和抗弯强度较高,其中P120/6063复合材料的弹性模量和抗弯强度分别达到了496.4GPa和703MPa。断口分析表明:复合材料主要以纤维拔出方式失效,通过适当合金化能有效减少碳纤维的拔出数量和拔出长度。