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连续碳纤维增强铝基复合材料(C_f/Al复合材料)具有高比强度、高比模量、低热膨胀系数及良好的耐热和抗老化性能,在航空航天及国防尖端技术领域显示出巨大的应用潜力。三维角联锁(2.5D)织物增强复合材料具有良好的结构整体性和各向性能可设计性,是近年来出现的一种新型结构复合材料,目前研究主要集中在2.5D织物增强树脂基和陶瓷基复合材料领域,而关于2.5D织物增强铝基复合材料的研究报道较少且仅限于材料制备方面,缺乏织物结构对其宏观力学性能影响及断裂失效机理的研究,难以为其制备工艺和织物结构设计提供理论指导。本文以铝合金ZL301为基体,以浅交弯联、浅交直联、层联结构的2.5D机织物为增强体,采用真空辅助压力浸渗法制备了2.5D织物增强C_f/Al复合材料(2.5D-C_f/Al复合材料)。研究了织物结构对2.5D-C_f/Al复合材料致密度与组织的影响,分析了织物结构对复合材料经/纬向拉伸和弯曲力学性能的影响规律;针对浅交弯联结构2.5D-C_f/Al复合材料,研究了织物经/纬向纤维比例与复合材料力学性能之间的关系,在复合材料拉伸变形力学行为和断口形貌分析基础上,探索了其宏细观断裂与失效机理,获得的主要结论如下:真空压力浸渗法制备的三种织物结构的2.5D-C_f/Al复合材料中织物细观结构完整,复合材料中存在少量束内纤维偏聚现象;浅交弯联、浅交直联和层联结构复合材料平均致密度分别为97.8%、98.5%和97.6%,织物结构对复合材料致密度影响不显著;复合材料界面产物为呈短棒状具有斜方六面体晶体结构的Al4C3相,其近似含量最高为5.8%。浅交弯联、浅交直联和层联结构的2.5D-C_f/Al复合材料经向拉伸极限强度分别为380.61MPa、414.51MPa、391.33MPa;纬向拉伸极限强度分别为268.25MPa、247.14MPa、244.65MPa,浅交弯联复合材料较浅交直联和层联结构复合材料具有更为均衡的经/纬向力学性能;三种织物结构复合材料经向拉伸强度与理论强度的比值均高于纬向比值,表明其具有更好的经向承载能力;复合材料拉伸断口存在纤维从基体拔出后的孔洞,但经向拉伸断口比纬向拉伸断口更加参差不齐,纤维拔出现象也更为明显。浅交弯联、浅交直联和层联结构的2.5D-C_f/Al复合材料经向抗弯强度分别为385.93MPa、454.74MPa、429.15MPa,纬向抗弯强度分别为360.03MPa、371.57MPa、401.23MPa,三种织物结构复合材料的经向抗弯性能均高于其纬向抗弯性能;织物结构对复合材料经向抗弯强度的影响更为显著,层联结构复合材料具有最为均衡的经/纬向抗弯力学性能。浅交弯联2.5D-C_f/Al复合材料的微观浸渗缺陷随着经/纬向纤维比例的增加而增多;在相同织物体积分数下,经向和纬向拉伸力学性能随经/纬向纤维比例增大呈现出先增大再减小的变化趋势;复合材料经/纬向拉伸应力-应变曲线均表现出显著的非线性行为,根据切线模量特征,其变形可划分为三个阶段:初始弹性变形阶段、中间弹塑性变形阶段和最终断裂阶段。复合材料经向拉伸断裂失效以经纱纤维断裂拔出为主,伴随少量纬纱束内纤维折断,而纬向拉伸断裂机理则主要以纬纱断裂和经纱束间横向开裂为主。