Interface Optimization and Performance of Continuous Carbon Fiber Reinforced Aluminum Matrix Composites

ZHANG Yubo; JI Junkai; YANG Xi; BAI Qingling; LIU Dehua

doi:10.15980/j.tzzz.Y20260006

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Interface Optimization and Performance of Continuous Carbon Fiber Reinforced Aluminum Matrix Composites

Current Recommendation | 更新时间：2026-10-16

- Interface Optimization and Performance of Continuous Carbon Fiber Reinforced Aluminum Matrix Composites
- Special Casting & Nonferrous Alloys Vol. 46, Issue 10, Pages: 1452-1459(2026)
- 作者机构：
  
  1.大连理工大学材料科学与工程学院，大连 116024
  2.滨州铝产业先进制造山东省实验室，滨州魏桥国科高等技术研究院，滨州 256606
  3.大连理工大学机械工程学院，大连 116024
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.15980/j.tzzz.Y20260006
  CLC： TB331;TG379;TG146.21
- Received：16 April 2026，
  
  Revised：2026-05-17，
  
  Accepted：21 May 2026，
  
  Published：20 October 2026
- 稿件说明：
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张宇博，冀俊凯，杨茜，等. 连续碳纤维增强铝基复合材料的界面优化和性能研究［J］. 特种铸造及有色合金，2026，46（10）：1 452-1 459.

ZHANG Y B，JI J K，YANG X，et al. Interface optimization and performance of continuous carbon fiber reinforced aluminum matrix composites［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys，2026，46（10）：1 452-1 459.
张宇博，冀俊凯，杨茜，等. 连续碳纤维增强铝基复合材料的界面优化和性能研究［J］. 特种铸造及有色合金，2026，46（10）：1 452-1 459. DOI： 10.15980/j.tzzz.Y20260006.

ZHANG Y B，JI J K，YANG X，et al. Interface optimization and performance of continuous carbon fiber reinforced aluminum matrix composites［J］. Special Casting & Nonferrous Alloys，2026，46（10）：1 452-1 459. DOI： 10.15980/j.tzzz.Y20260006.

摘要

为提高碳纤维增强铝基复合材料的界面结合质量，研究了一种化学镀铜优化工艺与对应的热压调控技术。结果表明，采用十二烷基苯磺酸钠作为分散剂并结合镀液pH值，可有效消

除碳纤维表面镀层的岛状凸起和漏镀缺陷，获得均匀、光滑的铜镀层，单束碳纤维不同位置镀层厚度偏差降低至14%。在此基础上通过调控热压烧结温度，可在600 ℃时诱导铜镀层扩散并生成尺寸细小（0.92 µm）的Al

Cu相，从而改善界面结合。碳纤维体积分数为2.6%时，复合材料的抗拉强度较纯铝提高了169%，纤维增强效率可达95.1%，其失效行为表现为纤维的拔出和切断相结合的模式。

Abstract

To improve the interfacial bonding quality of carbon fiber reinforced aluminum-matrix composites， a strategy combining electroless copper plating process and hot-pressing regulation was developed. The results indicate that island-like protrusions and uncoated defects on the carbon fiber surface are effectively eliminated by taking sodium dodecylbenzene sulfonate as dispersant combined with pH value of electroless plating solution， leading to a continuous and smooth copper coating. On this basis， copper coating diffusion can be induced at 600 ℃ by adjusting hot-pressing sintering temperature， resulting in a fine Al

Cu phase（0.92 µm）， which improves the interfacial bonding. The tensile strength of composites is 169% higher than that of pure aluminum with carbon fiber volume fraction of 2.6%， and the fiber reinforcement efficiency reaches 95.1%. The failure behavior is characterized by mixed mode of fiber pull-out and direct fiber-cutting.

关键词

Keywords

references

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