金属材料和复合材料共95页

金属复合材料
金属复合材料具有许多优点，首先，它具有优异的强度和硬度，能够满足高强度、高硬度的使用要求。

其次，金属复合材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，能够在恶劣的环境下长期使用而不易受到破坏。

此外，金属复合材料还具有良好的导热性和导电性，适用于需要导热和导电的场合。

最后，金属复合材料的轻量化特性，可以降低整体结构的重量，提高使用效率。

在航空航天领域，金属复合材料被广泛应用于飞机结构件、发动机零部件等领域。

由于其优异的力学性能和耐热性能，金属复合材料能够满足飞机在高速飞行和高温环境下的使用要求，提高飞机的性能和安全性。

在汽车制造领域，金属复合材料被应用于汽车车身、发动机零部件等领域，能够提高汽车的安全性和节能性能。

在建筑工程领域，金属复合材料被应用于建筑结构件、桥梁等领域，能够提高建筑结构的抗风抗震性能，延长建筑的使用寿命。

总的来说，金属复合材料具有广阔的应用前景和市场需求，随着科技的不断发展和进步，金属复合材料的制备方法和性能将会不断提升，为各个领域的发展和进步提供更加优质的材料支撑。

相信在不久的将来，金属复合材料将会成为各个领域的主流材料，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。

第3节金属材料和复合材料【自主学习】一、金属与金属材料1．金属的分类（1）冶金工业黑色金属：Fe、Cr、Mn（黑色金属的颜色不一定是黑色，如纯净的铁、铬的颜色是银白色）有色金属：除Fe、Cr、Mn以外的所有金属。

（2）按密度轻金属：密度＜4.5g/cm3（如钠、镁、铝）重金属：密度＞4.5g/cm3（如铁、铜、W）（3）按自然界中的含量常见金属：如铁（4.75%）铝（7.7%）钙（3.45%）等稀有金属：如锆、铌、钼等2．金属的通性：有金属光泽、有延展性，是电和热的良导体，具有还原性。

金属之最：在生活生产中使用最广泛的金属是铁；地壳中含量最多的金属元素是铝（Al）；最稳定的金属单质，延展性最好的都是金（Au）；导电性能最好的是银（Ag）；自然界中最活泼的金属是铯（Cs）；最硬的金属单质是铬（Cr）；熔点最高的金属单质是钨（3413℃）（W）；熔点最低的金属单质是汞（－39℃）（Hg）；密度最大的是锇（22.57g/cm3）。

3．钢铁（1）生铁：含碳量2％－4.3%，硬度大，但较脆且不易机械加工。

（2）普通钢：含碳量0.03%－2%，增加了铁锰等元素，改善了性能，但易锈蚀。

（3）不锈钢：在普通钢基础上，加入铬镍等元素，含铬在一般在12％以上，在空气中能保持金属光泽，且有不生锈的特性。

4．金、银、铜等金属材料（1）物理性质①特性：金是黄色金属；银是白色金属；铜是紫红色金属。

②共性：硬度较小，熔点较高，密度较大，具有金属光泽、良好的延展性、导电性和导热性。

（2）化学性质：金、银、铜都属于不活泼金属，相对而言，其活泼性依次增强。

①金：金是最稳定的金属之一，在高温下也不能与氧气反应，不能被硝酸等强氧化性酸氧化。

但金能溶解在王水中。

②银：银虽然不能与盐酸、稀硫酸反应，但能溶解在硝酸等强氧化性酸中：Ag＋2HNO3(浓)＝AgNO3＋NO2↑＋H2O；3Ag＋4HNO3(稀)＝3AgNO3＋NO↑＋2H2O③铜：a 与非金属单质反应： 2Cu＋O2△ 2CuO；2 Cu＋S△ Cu2S；Cu＋Cl2点燃CuCl2b 与酸反应：与银相似，铜不能与盐酸、稀硫酸反应，但能溶解在硝酸等强氧化性酸中：Cu＋2H2SO4(浓) △ CuSO4＋SO2↑＋2H2OCu＋4HNO3 (浓)＝Cu(NO3)2＋ 2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3 (稀) ＝3Cu(NO3)2＋2 NO ↑＋4H2Oc 与盐溶液反应： Cu＋2FeCl3＝CuCl2＋2FeCl2d 铜的锈蚀：铜在干燥空气中性质稳定，在潮湿空气中会被腐蚀，在表面逐渐形成一层绿色的铜锈：2Cu＋O2＋H2O＋CO2＝C u2(O H)2C O3（又叫铜绿）（3）用途：①金及其合金除了用于首饰以外，在电子工业的用量占工业用量的90％以上。

1.什么是复合材料，优点，性能特点，分类？复合材料是用两种或两种以上不同性能（包括不同的组分、物理或化学特性）、不同形态的组分材料通过复合手段组合而成的一种多相材料。

优点：比强度、比模量大；材料轻；阻尼减震性好；耐疲劳性能好；破损安全性高；耐腐蚀；高温性能好。

特点：1）复合材料组元之间存在明显的界面。

2）复合材料各组元不但保持各自的固有属性，而且可最大限度的发挥各种组元的特性，并赋予单一组元所不具备的优良特殊性能。

3）复合材料具有可设计性，可以根据使用条件要求进行设计和制造，从而极大地提高工程结构的效能。

4）材料与结构的同一性；5）材料性能对复合工艺的依赖性。

分类：按增强剂形状不同，可分为颗粒、连续纤维、短纤维、弥散晶须、层状、骨架或网状、编织体增强复合材料等按使用功能不同，可分为结构复合材料和功能复合材料等按基体材料不同：聚合物基/金属基/无机非金属基复合材料2．什么是金属基复合材料，分类以金属及合金（包括金属间化合物）为基体的复合材料。

分类:按增强相形态的不同可分为：自生增强复合材料、颗粒增强复合材料、晶须或短纤维增强金属复合材料、层板金属基复合材料及连续纤维增强金属基复合材料。

根据复合材料基体不同可分为铝基、镁基、锌基、钢基、钴基、铅基、镍基、耐热金属基、金属间化合物基等复合材料。

金属基复合材料按组织形态可分为宏观组合型和微观强化型两类。

按用途分类：结构复合材料/功能复合材料/智能复合材料3.影响金属基复合材料性能主要因素？影响性能主要因素：制备工艺；增强相含量；增强相形状、尺寸、形貌等；纤维的直径、长度、长径比等；基体性能；界面结合性能及反应情况等等。

4.什么是复合材料界面，金属基复合材料界面效应，界面分类及相应特点？复合材料的界面是指基体与增强材料之间化学成分有显著变化，彼此构成结合的，能够起载荷传递作用的微小区域。

界面效应：1）传递效应：有一定结合强度的界面能传递力，即将外力由基体传递给增强材料，起到基体和增强材料之间的桥梁作用。