材料制备技术

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1、金属基复合材料的发展现状及展望摘要：金属基复合材料⑴是以金属或合金为基体，并以纤维、品须、颗粒等为增强体的复合材料。其特点在力学方面为横向及剪切强度较高，韧性及疲劳等综合力学性能较好，同时还具有导热、导电、耐磨、热膨胀系数小、阻尼性好、不吸湿、不老化和无污染等优点。介绍了金属基复合材料的研究及应用现状。介绍了金展基复合材料的分类、性能特点，并总结了其主耍应用。对于大批量生产的复合材料來讲，轧制方法复合具有比其它方法有更多的适用性和经济性。关键词：金屈基复合材料；分类；性能；制备工艺；发展趋势；应用1前言随着现代科学技术

2、和现代工业的发展，单一的金属或合金已很难完全满足其对材料综合性能的要求,因而近年來新型复合材料⑵受到世界各国的普遍重视。自20世纪80年代以來,美国每年耗资10亿美元专门用于研究开发新材料,其重点之一就是金属复合材料。目前美国复合材料的研制和生产居世界领先的地位。金属复合材料是利用复合技术使两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的金属材料结合成一体制备的。金属复合材料在保持母材金属特性的同时还具有“相补效应”可以弥补齐自的不足，经过恰当的组合从而获得优异的综合性能。复合材料的力学性能和功能，可以根据实际需要，通过适当选

3、材和优化设计来获得。复合材料广泛应用丁航空、航天、汽车、运输、桥梁、民用建筑、体育设施及国防建设等诸多领域。现代科学技术对现代新型材料的强韧性，导电、导热性，耐高温性，耐磨性等性能都提出了越来越高的要求。与传统的金属材料相比，金属基复合材料具有较高的比强度与比刚度，而与高分子基复合材料相比，它又具有优良的导电性而耐热性，与陶瓷材料相比，它又具有较高的韧性和较高的抗冲击性能。这些优良的性能决定了它从诞生Z日起就成了新材料家庭中的重要一员。2金属基复合材料的发展历史金属基复合材料(MMC)⑶是多功能复合材料的一种。它是一类

4、以金属或合金为基休，以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物，其共同点是具冇连续的金屈基体。金屈基复合材料冇着悠久的历史，在土耳其发现的公元前7000年的铜锥了,在制造过程中经过反复锤打与拓平，非金属夹杂物被拉长，从而产生类似纤维增强的效果。近代金属基复合材料的研究始于1924年Schmit关于铝口氧化铝粉末烧结的研究工作。在30年代，又出现了沉淀强化理论,并在以后的儿十年中得到了很快的发展。到60年代，金属基复合材料已经发展成为复合材料的一个新的分支。到80年代初，H本丰山公司首次将陶瓷纤维

5、增强铝基复合材料用于制造柴油发动机活塞，从此金属基复合材料的研制与开发工作得到了异乎寻常的发展。土耳其的S.Eroglu等人用等离子喷涂技术制得了NiCr2Al/MgO2ZrO2功能梯度涂层。口前,尽管在制造成木和工艺上存在很大的问题，但金属基复合材料已经引起有关部门的高度重视,特别是航空航天部门推进系统使用的材料，其性能已经达到了极限。因此,研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金屈基复合材料，已经成为发展高性能结构材料的一个重要方向。90年代后期，由于电子产品发展迅速，要求同吋具有高热传导能力和低膨胀特性的电

6、子元件构造装配材料的量迅速增加，于是低膨胀、高强化与高热传导的金屈基体合理匹配的金屈基复合材料备受重视；同时也需耍强度高，耐电弧冲蚀,导电率高的电接触用复合材料。复合材料已经成为当代材料领域中一个重要发展方向，地位越來越重要。到20世纪90年代初，先进复合材料的世界总产量已经达到300万吨，在许多领域特别是航空航天领域显示了极其重要的地位。西方国家把先进复合材料列为战略材料，列入为数冇限的国家重点研究和发展项目，列入不准许输出的新材料。3金属基复合材料的分类和性能金属基复合材料⑷除力学性能优界外，还具有某些特殊性能和良

7、好的综合性能，应用范围广泛。依据基体合金的种类可分为：轻金属基复合材料、高熔点金屈基复合材料、金屈间化合物基复合材料。按增强相形态的不同可划分为：连续纤维增强金属基复合材料、短纤维增强金屈基复合材料、品须增强金属基复合材料、颗粒增强金屈基复合材料、混杂增强金屈复合材料。以下从基体、增强体以及复合材料的性能应用等方血，分别予以评述。3.1合金基体复合材料性能铝、镁、钛、铜合金及金属间化合物合金是口前应用广泛、发展迅速的轻金属合金。用其制成的各种高比强度、高比模量的轻型结构件广泛地应用于航天、航空和汽车工业等领域。铝基复合

8、材料具有轻质、高强、高韧性、导热性较好的性能特点，且铝基复合材料适用的制备方法多，易于塑性加工，制造成本低。与铝基复合材料相比，镁基复合材料最大的优点是质量更轻，多用于航天、空间等对构件质量有严格要求的高技术领域。铜的导电性、导热性和塑性在金属中名列前茅，属于廉价金属,但在铜中加入增强体可捉高莫强度、刚度、耐热性和降低热膨胀系数，