[发明专利]一种混合碳纤维镁合金复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种混合碳纤维增强的镁合金复合材料，其特征在于该复合材料是由高 强度碳纤维和高模量碳纤维混合增强的以镁合金为基体的复合材料，所 述高强度型碳纤维的强度为5000～5500MPa，模量在200～300GPa范 围，所述高模量型碳纤维的模量为550～600GPa，强度为3800～ 4000MPa，高强度碳纤维和高模量碳纤维的体积比为3:1～1:3，两种 碳纤维混合后占整个复合材料体积的50～70％，复合材料镁合金基体的 合金元素的质量百分比为：6％≤Al≤9％，0.5％≤Zn≤1％，0<Sb≤2％， 0<Sn≤1.2％，0.2％≤Be≤1.2％，0<Ti≤0.5％，0<Si≤0.5％，0<Sr≤1 ％，其余为镁。

2. 一种制备混合碳纤维增强的镁合金复合材料的方法，其特征在于将高强 度碳纤维和高模量碳纤维浸入氟锆盐质量浓度为1～2％的水溶液中保持 2～6min，然后将上述纤维取出并干燥，按高强度碳纤维和高模量碳纤维 的体积比为3:1～1:3上下交替铺放在模具型腔中，两种纤维束平行铺 放形成预制型，所用高强度型碳纤维的强度为5000～5500MPa，模量在 200～300GPa范围，所用高模量型碳纤维的模量为550～600GPa，强度 为3800～4000MPa，再将基体镁合金微粉置于纤维束预制型的上面，镁 合金微粉的粒径在0.1～1mm范围，碳纤维和镁合金微粉的体积比为1: 1～7:3；然后再将装有碳纤维和镁合金微粉的模具置于微振台上进行振 动；振动停止后用金属压头将纤维/金属混合物压紧，压紧力为1～6MPa；去除压力后把模具放入SF₆气氛中加热至670～720℃，保持20～ 40min；最后将模具取出冷却至室温即得到混合碳纤维增强的镁合金复合 材料。

3. 根据权利要求2所述的制备混合碳纤维增强的镁合金复合材料的方法， 其特征在于所述氟锆盐的水溶液的溶质为K₃ZrF₇和K₂ZrF₆的混合盐， K₃ZrF₇和K₂ZrF₆的质量比为10:1～100。

4. 根据权利要求2所述的制备混合碳纤维增强的镁合金复合材料的方法， 其特征在于所述将装有碳纤维和镁合金微粉的模具置于微振台上进行振 动的振动频率为200Hz，振动时间为5～20min。