Carbon nano/micro-structures used as fillers in metallic lightweight alloy matrix composites are receiving considerable attention in scientific research and industrial applications. Aluminum and magnesium are the most studied light metals used as matrices in metal composites materials, principally for their low density (respectively 2.7 g/cm3 and 1.7 g/cm3) and low melting temperature (around 660 °C for both metals). A good interaction between matrix and fillers is the first step to obtain an increase in bulk properties; furthermore, the manufacturing procedure of the composite is fundamental in terms of quality of fillers dispersion. In this work the influence of surface modifications for three classes of carbon fillers for aluminum and magnesium alloy (AZ63) as matrices is studied. In particular, the selected fillers are short carbon micro fibers (SCMFs), carbon woven fabrics (CWF), and unidirectional yarn carbon fibers (UYFs). The surface modification was carried out by a direct coating of pure nickel on fibers. The electroless pure nickel plating was chosen as the coating technique and the use of hydrazine as reducing agent has prevented the co-deposition of other elements (such as P or B). Scanning electron microscope (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analyses were performed to study the effect of surface modifications. The mechanical properties of manufactured composites were evaluated by 4-point flexural tests according to ASTM C1161 (room temperature). Results confirm improved interactions between matrix and fillers, and the specific interaction was studied for any chosen reinforcement.

中文翻译：

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轻质金属基复合材料：开发碳结构增强的新型复合材料

在金属轻质合金基复合材料中用作填料的碳纳米/微结构在科学研究和工业应用中受到了相当大的关注。铝和镁是研究最多的用作金属复合材料基质的轻金属，主要是因为它们的密度低（分别为 2.7 g/cm3 和 1.7 g/cm3）和低熔点（这两种金属都在 660 °C 左右）。基体和填料之间良好的相互作用是获得体积特性增加的第一步；此外，复合材料的制造过程是填料分散质量的基础。在这项工作中，研究了以铝和镁合金（AZ63）为基体的三类碳填料的表面改性的影响。特别是，选定的填料是短碳微纤维（SCMFs）、碳机织物（CWF）和单向纱线碳纤维（UYFs）。通过在纤维上直接涂覆纯镍来进行表面改性。选择化学镀纯镍作为涂层技术，使用肼作为还原剂防止了其他元素（如 P 或 B）的共沉积。进行扫描电子显微镜 (SEM) 和能量色散 X 射线光谱 (EDS) 分析以研究表面改性的影响。根据 ASTM C1161（室温），通过 4 点弯曲试验评估制造的复合材料的机械性能。结果证实了基质和填料之间的相互作用得到改善，并且针对任何选定的增强材料研究了特定的相互作用。碳纤维织物 (CWF) 和单向纱线碳纤维 (UYFs)。通过在纤维上直接涂覆纯镍来进行表面改性。选择化学镀纯镍作为涂层技术，使用肼作为还原剂防止了其他元素（如 P 或 B）的共沉积。进行扫描电子显微镜 (SEM) 和能量色散 X 射线光谱 (EDS) 分析以研究表面改性的影响。根据 ASTM C1161（室温），通过 4 点弯曲试验评估制造的复合材料的机械性能。结果证实了基质和填料之间的相互作用得到改善，并且针对任何选定的增强材料研究了特定的相互作用。碳纤维织物 (CWF) 和单向纱线碳纤维 (UYFs)。通过在纤维上直接涂覆纯镍来进行表面改性。选择化学镀纯镍作为涂层技术，使用肼作为还原剂防止了其他元素（如 P 或 B）的共沉积。进行扫描电子显微镜 (SEM) 和能量色散 X 射线光谱 (EDS) 分析以研究表面改性的影响。根据 ASTM C1161（室温），通过 4 点弯曲试验评估制造的复合材料的机械性能。结果证实了基质和填料之间的相互作用得到改善，并且针对任何选定的增强材料研究了特定的相互作用。通过在纤维上直接涂覆纯镍来进行表面改性。选择化学镀纯镍作为涂层技术，使用肼作为还原剂防止了其他元素（如 P 或 B）的共沉积。进行扫描电子显微镜 (SEM) 和能量色散 X 射线光谱 (EDS) 分析以研究表面改性的影响。根据 ASTM C1161（室温），通过 4 点弯曲试验评估制造的复合材料的机械性能。结果证实了基质和填料之间的相互作用得到改善，并且针对任何选定的增强材料研究了特定的相互作用。通过在纤维上直接涂覆纯镍来进行表面改性。选择化学镀纯镍作为涂层技术，使用肼作为还原剂防止了其他元素（如 P 或 B）的共沉积。进行扫描电子显微镜 (SEM) 和能量色散 X 射线光谱 (EDS) 分析以研究表面改性的影响。根据 ASTM C1161（室温），通过 4 点弯曲试验评估制造的复合材料的机械性能。结果证实了基质和填料之间的相互作用得到改善，并且针对任何选定的增强材料研究了特定的相互作用。选择化学镀纯镍作为涂层技术，使用肼作为还原剂防止了其他元素（如 P 或 B）的共沉积。进行扫描电子显微镜 (SEM) 和能量色散 X 射线光谱 (EDS) 分析以研究表面改性的影响。根据 ASTM C1161（室温），通过 4 点弯曲试验评估制造的复合材料的机械性能。结果证实了基质和填料之间的相互作用得到改善，并且针对任何选定的增强材料研究了特定的相互作用。选择化学镀纯镍作为涂层技术，使用肼作为还原剂防止了其他元素（如 P 或 B）的共沉积。进行扫描电子显微镜 (SEM) 和能量色散 X 射线光谱 (EDS) 分析以研究表面改性的影响。根据 ASTM C1161（室温），通过 4 点弯曲试验评估制造的复合材料的机械性能。结果证实了基质和填料之间的相互作用得到改善，并且针对任何选定的增强材料研究了特定的相互作用。根据 ASTM C1161（室温），通过 4 点弯曲试验评估制造的复合材料的机械性能。结果证实了基质和填料之间的相互作用得到改善，并且针对任何选定的增强材料研究了特定的相互作用。根据 ASTM C1161（室温），通过 4 点弯曲试验评估制造的复合材料的机械性能。结果证实了基质和填料之间的相互作用得到改善，并且针对任何选定的增强材料研究了特定的相互作用。