邓紫怡, 赵新星, 张建, 余木火, 王刚, 孙泽玉

(东华大学 纤维材料改性国家重点实验室，上海市轻质结构复合材料重点实验室，上海市高性能纤维复合材料省部共建协同创新中心，上海 201020)

金属基复合材料具有较好的综合性能和较高的性价比，世界各国对其关注度很高[1]。Al 及其合金由于切削加工性能良好、质量轻、制备工艺相对简单灵活等优点，成为了金属基复合材料中应用最广泛的基体材料之一[2-3]。碳纤维(CF)及其复合材料近年来发展飞速[4-5]，与铝合金制成的碳纤维增强铝合金(CF/Al)复合材料也因在实现轻量化方面显著的优势而引起了各领域广泛的研究[6]。国外已有其在卫星波导管、天线骨架、卫星桁架等对质量、强度、高度要求很高的航天、航空部件应用的报道。特别是近几年来，其产量扩大而成本的降低使碳纤维率及复合材料的研究受到广泛重视。CF/Al 复合材料具有稳定的耐高温性能、显著的抗老化性能和良好的耐磨损性能等优点，然而碳纤维在高温下极易氧化[7]，且高温下铝会与碳纤维发生界面反应生成Al4C3脆性相，以上两点限制了碳纤维增强铝基复合材料的应用。为了提升碳纤维的抗氧化性并抑制界面反应，通常在碳纤维表面涂覆金属涂层、陶瓷涂层[8]及复合涂层[9]等保护涂层，常用的涂层制备方法有气相沉积法、前驱体浸渍裂解法[10]、电镀和化学镀法、包埋法[11]、等离子喷涂法和溶胶-凝胶法[12]。到目前为止，研究较多的保护涂层还是金属镀层[13]，然而金属镀层制作起来步骤繁多、成本高，且镀液会对环境造成极大污染，不符合“绿色化”的需求，也达不到高温抗氧化的要求，亟需找到更优的方法改善碳纤维表面抗氧化性和界面结合力。……