资源描述：
《铝基复合材料综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、铝基复合材料研究现状及发展摘要：介绍了铝基复合材料的设计制备、性能及其应用情况,总结了近几年关于铝基复合材料的主要研究现状,指出了铝基复合材料的发展趋势。关键词：设计与制备性能应用研究现状发展趋势StudyStatusandProgressofAluminumMatrixCompositeAbstract:Thefundamentalpropertyandapplicationfieldofaluminummatrixcompositewerebrieflyintroduced,themajorresearchfindin
2、gsandfocusproblemsinrecentyearsweresummarized.Meanwhile,theoutlookofitsdevelopmentwasputforward.Keywords:aluminummatrixcomposite;fundamentalproperty;researchfindings复合材料是应现代科学发展需求而涌现出的具有强大生命力的材料。铝在制作复合材料上有许多特点,如质量轻、密度小、可塑性好,铝基复合技术容易掌握,易于加工等。此外,铝基复合材料比强度和比刚度高,高温性能好
3、,更耐疲劳和更耐磨,阻尼性能好,热膨胀系数低。同其他复合材料一样,它能组合特定的力学和物理性能,以满足产品的需要。因此,铝基复合材料已成为金属基复合材料中最常用的、最重要的材料之一。一、铝基复合材料的设计与制备第10页共10页1.1基体材料的选择铝基复合材料的基体可以是纯铝也可以是铝合金，其中采用铝合金居多。工业上常采用的铝合金基体有Al-Mg、Al-Si、Al-Cu、Al-Li和Al-Fe等。基体的强度并不是它的强度越高复合材料的性能就越好。如纤维增强铝基复合材料中，用纯铝或含有少量合金元素的铝合金作为基体，就比用高强度
4、铝合金做基体要好的多，用高强度铝合金作基体组成的碳纤维的性能反而低。因此，只有当基体金属与增强体合理搭配时，才能充分发挥基体材料和增强相的性能优势。1.2增强材料的选择增强材料主要有纤维、晶须以及颗粒。为了提高基体金属的性能，增强材料的本身需要具备特殊的性能，如高强度、高弹性模量、低密度、高硬度、高耐磨性、良好的化学稳定性、增强体与基体金属有良好的润湿性等。B、Al2O3、Si、和C纤维等是最早的纤维材料，该材料的性能优异，但高昂的成本限制了它们的广泛发展及应用。但在航空及军事等方面有研究应用潜力。颗粒增强铝基复合材料具有
5、优良的高温力学性能、低的热膨胀系数和优良的耐磨性，被广泛用作高性能结构材料，而且成本相对较低，材料各相同性且易于二次加工，被广泛用作高性能结构材料，可提高结构安全性，或优化结构设计。目前广泛选用的增强体材料是陶瓷颗粒，如SiC、Al2O3、B4C及石墨等。1.3制备方法的选择第10页共10页纤维增强铝基复合材料的制备方法主要有扩散连接法、粉末冶金法、融熔侵润法、和气体铸造法等。制备过程要保证纤维的分布均匀、无损伤、与基体结合牢固而无空隙，也要考虑到材料使用时残余应力和热疲劳对材料寿命影响，一般需要对涂层处理以及制成预制件而
6、后压制或浸渗。颗粒增强铝基复合材料的制备相对简单些，可以采用常规冶金方法制备。方法主要有搅拌铸造、粉末冶金、无压浸渗和喷射共沉积等。（1）粉末冶金法是最初制备复合材料所采用的方法,可以较准确的控制材料的成分,理论上可以任意调节增强相的比例。但工艺复杂,组织出现不均匀现象,气孔较多,需要对材料进行二次加工,产品的体积和形状受到一定限制。（2）渗铸法又称液态浸渗法。该方法是将铝合金锭放在增强颗粒预制件上,在铝合金熔点以上保温,铝合金熔化后自发渗透到预制件中,最终形成复合材料,增强颗粒可为SiC、Al2O3、B4C颗粒等。该工艺
7、需具备两个条件:①铝合金中要含有一定的Mg元素;②气氛为N2环境。（3）搅拌铸造法，先将基体金属在炉中熔化，在半固态状态下进行搅拌，并且边搅拌边加入增强材料，使增强材料均匀分布于基体金属中，从而制备出复合材料浆料。然后，根据后继成型过程的需要，将基体处于液态或半固态状态的复合材料浆料进行铸造、液态模锻、轧制或挤压成型，从而获得金属基复合材料或制件。二、铝基复合材料的性能第10页共10页2.1低密度铝基复合材料的密度一般在2.8左右,基本上与一般铝合金相当,比钢低2/3,同等几何尺寸的零件,其重量仅为钢制的1/3左右。2.2
8、良好的尺寸稳定性许多增强物都具有很小的热膨胀系数,加入相当含量的增强物可降低材料膨胀系数,从而得到热膨胀系数小、尺寸稳定性好的铝基复合材料。2.3强度、模量与塑性增强体的加入在提高铝基复合材料强度和模量的同时，降低了塑性。另外增强相的加入又赋予材料一些特殊性能，这样不同金属与合金基体及不同增强体的优化组
