复合材料-2-金属基复合材料

现代科学的发展和技术的进步，对材料性能提出了更高的要求，往往希望材料具有某些特殊性能的同时，又具备良好的综合性能。

传统的单一材料已经很难满足这种需要。

因此，人们将注意力转向复合材料，复合材料是指由两种或两种以上成分不同，性质不同，有时形状也不同的相容性材料以物理方式合理的进行复合而制成的一种材料。

其以最大限度的发挥各种材料的特长，并赋予单一材料所不具备的优良性能，复合材料的性能还具有可设计性的重要特征。

作为复合材料重要分支的金属基复合材料（MMCs），发展于20世纪50年代末期或60年代初期。

现代材料方面不但要求强度高，还要求其重量要轻，尤其是在航空航天领域。

金属基复合材料正是为了满足上述要求而诞生的。

1.金属基复合材料的分类金属基复合材料（Metal matrix Composite，简称MMCs）是以陶瓷（连续长纤维、短纤维、晶须及颗粒）为增强材料，金属（如铝、镁、钛、镍、铁、桐等）为基体材料而制备的。

金属基复合材料分为宏观组合型和微观强化型两大类。

前者指其组分能用肉眼识别和具备两组分性能的材料(如双金属、包履板等)；后者需显微观察分辨组分以改善成分来提高强度为主要目标的材料。

根据用途分类：（1）结构复合材料：高比强度、高比模量、尺才稳定性、耐热性等是其主要性能特点。

用于制造各种航天、航空、汽车、先进武器系统等高性能结构件。

（2）功能复合材料：高导热、导电性、低膨胀、高阻尼、高耐磨性等物理性能的优化组合是其主要特性，用于电子、仪器、汽车等工业。

强调具有电、热、磁等功能特性。

（3）智能复合材料：强调具有感觉、反应、自监测、自修复等特性。

根据复合材料基体可划分为铝基、镁基、钢基、钛基、高温合金基、金属间化合物基及耐热金属基复合材料等。

按按增强体分类划分为颗粒增强金属基复合材料、层状增强金属基复合材料和纤维增强金属基复合材料。

2.金属基复合材料的性能特点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。

金属基复合材料应用举例金属基复合材料是指以金属为基体，添加一种或多种增强相（如纤维、颗粒、片材等）来改善金属材料的性能和功能的一类材料。

金属基复合材料具有高强度、高韧性、高温稳定性等优点，因此在航空航天、汽车、船舶、电子等领域得到广泛应用。

以下是十个金属基复合材料的应用举例：1. 铝基复合材料：铝基复合材料由铝基体和增强相（如陶瓷颗粒、碳纤维等）构成，具有低密度、高强度、耐磨损等特点。

在航空航天领域，铝基复合材料被用于制造飞机机身、航天器传动系统等部件。

2. 镁基复合材料：镁基复合材料具有低密度、高比强度和良好的导热性能，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。

例如，在汽车行业中，镁基复合材料被用于制造车身结构和发动机零部件，可以减轻车重，提高燃油效率。

3. 钛基复合材料：钛基复合材料由钛基体和增强相（如陶瓷颗粒、纤维等）构成，具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性能。

在航空航天领域，钛基复合材料被用于制造飞机发动机叶片、航天器外壳等高温部件。

4. 镍基复合材料：镍基复合材料由镍基体和增强相（如陶瓷颗粒、纤维等）构成，具有高温强度和良好的耐腐蚀性能。

在航空航天领域，镍基复合材料被用于制造航空发动机涡轮叶片、燃烧室等高温部件。

5. 铜基复合材料：铜基复合材料由铜基体和增强相（如碳纤维、陶瓷颗粒等）构成，具有高导电性和高热导率。

在电子领域，铜基复合材料被用于制造高性能散热器、电子封装材料等。

6. 钨基复合材料：钨基复合材料由钨基体和增强相（如碳纤维、陶瓷颗粒等）构成，具有高密度、高熔点和高强度。

在核工业领域，钨基复合材料被用于制造核反应堆材料、高温组件等。

7. 铁基复合材料：铁基复合材料由铁基体和增强相（如碳纤维、陶瓷颗粒等）构成，具有高强度和良好的耐磨性。

在机械制造领域，铁基复合材料被用于制造高性能齿轮、轴承等零部件。

8. 锆基复合材料：锆基复合材料由锆基体和增强相（如陶瓷颗粒、纤维等）构成，具有高温稳定性和良好的耐腐蚀性能。

金属基复合材料的制备方法
金属基复合材料是由两个或多个成分组成的材料，其中金属是主要组成部分，而其他成分通常是陶瓷、化学物质或其他金属。

这种复合材料具有良好的力学性能、高温抗性和耐腐蚀性能，可以被广泛应用于航空、航天、汽车、建筑等多个领域。

制备金属基复合材料的方法有很多种，下面我们将介绍其中几种：
1.混凝土铸造法
混凝土铸造法是一种简单的制备方法。

首先，选择需要混合的金属和非金属材料，并将它们进行粉碎，然后将粉末混合在一起。

接下来，在混合后的粉末中添加一定量的液相，使其形成可铸造的浆状物。

最后，将浆状物铸入模具中，进行加热和固化，制得所需的金属基复合材料。

2.电弧熔融法
电弧熔融法是一种在高温下将金属和非金属材料融合在一起的制备方法。

首先，在一个熔炉中加入所需的金属和非金属材料，然后通过电弧的作用进行熔化。

在熔融状态下，通过搅拌和浇铸等操作，将金属和非金属材料均匀地混合在一起。

最后，将熔融的金属基复合材料流入模具中，进行冷却和固化，最终得到所需的复合材料。

3.机械合金化法
机械合金化法是通过高能球磨器将金属和非金属粉末进行混合，再在高温下进行烧结，从而制备金属基复合材料的方法。

球磨过程中，金属和非金属粉末不断地被重复压缩和剪切，从而形成了一个均匀的混合。

在烧结过程中，粉末经过高温加热，原子之间将相互扩散和融合，最终形成金属基复合材料。

总之，金属基复合材料的制备方法多种多样，需要根据不同的材料和应用领域选择合适的方法。

未来随着科技的不断发展，金属基复合材料的制备方法也将不断地发展和完善，为各个领域提供更加优质的材料。

金属层状复合材料与金属基复合材料1. 介绍金属层状复合材料和金属基复合材料是现代工程领域中常用的新型材料。

它们由不同种类的金属或金属与非金属组成，通过特定的加工工艺和界面结合方式形成复合结构。

这些材料具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和热传导性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

2. 金属层状复合材料2.1 定义和组成金属层状复合材料由两种或多种不同厚度的金属片按一定顺序叠加而成。

每一层金属片被称为一道或一片，它们通过界面结合在一起。

通常，这些界面可以通过机械锁定、冷焊接或粘接等方式实现。

2.2 特点和应用金属层状复合材料具有以下特点：•强度高：由于不同种类的金属具有不同的力学性能，叠加在一起可以充分利用各种金属的优点，提高整体强度。

•耐腐蚀性好：通过选择耐腐蚀性能好的金属作为界面材料，可以提高复合材料的耐腐蚀性能。

•热传导性能好：金属层状复合材料中金属之间的界面接触面积大，热传导效率高，适用于需要良好热传导性能的场合。

金属层状复合材料在航空航天、汽车制造和电子设备等领域有广泛的应用。

在飞机结构中使用金属层状复合材料可以减轻重量、提高强度；在汽车发动机中使用金属层状复合材料可以提高散热效果、延长使用寿命；在电子设备中使用金属层状复合材料可以提高散热性能、保护电路。

3. 金属基复合材料3.1 定义和组成金属基复合材料是以金属作为基体，通过添加一定比例的非金属相（如陶瓷颗粒、纤维等）来改善其力学性能和功能特性的复合材料。

非金属相可以均匀分布在金属基体中，也可以形成离散的颗粒或纤维。

3.2 特点和应用金属基复合材料具有以下特点：•强度高：添加非金属相可以增加金属基体的强度、硬度和刚性，提高整体力学性能。

•耐磨损性好：非金属相具有较高的硬度和耐磨损性，可以提高复合材料的耐磨损性能。

•导电性能良好：金属基复合材料仍然保持了金属的导电性能，适用于需要导电功能的场合。

金属基复合材料在航空航天、汽车制造和电子设备等领域也有广泛的应用。

金属基复合材料
金属基复合材料是一种由金属基体和其他非金属材料（如陶瓷、碳纤维等）组
成的复合材料。

它具有金属的高强度、刚性和导热性，同时又具有非金属材料的轻量化和耐腐蚀性能。

金属基复合材料在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着广泛的应用。

首先，金属基复合材料的制备方法有多种，其中包括粉末冶金法、热压法、热
处理法等。

粉末冶金法是将金属粉末与非金属粉末混合后，通过压制和烧结得到复合材料。

热压法是将金属基体和非金属材料层叠在一起，然后通过高温和高压进行热压，使两者紧密结合。

热处理法则是将金属基体与非金属材料进行热处理，使其在高温下发生化学反应，形成复合材料。

其次，金属基复合材料具有优异的性能。

首先，它具有高强度和高刚性，能够
承受较大的载荷，因此在航空航天领域得到广泛应用。

其次，金属基复合材料具有良好的导热性和导电性，能够有效地传递热量和电流，因此在电子设备中有着重要的作用。

此外，金属基复合材料还具有耐磨损、耐腐蚀等特性，能够在恶劣环境下长期稳定运行。

最后，金属基复合材料的发展前景广阔。

随着科技的不断进步，金属基复合材
料的制备工艺和性能将不断得到提升，其应用领域也将不断扩大。

未来，金属基复合材料有望在汽车制造、建筑领域等方面发挥更加重要的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。

综上所述，金属基复合材料具有制备方法多样、优异的性能和广阔的发展前景。

它在现代工业中有着重要的地位，为各个领域的发展提供了重要支撑。

相信随着科技的不断进步，金属基复合材料将会迎来更加美好的未来。

金属基复合材料的类型金属基复合材料是一种由金属基体和增强体组成的复合材料。

金属基体通常占据主导地位，承担大部分载荷，而增强体则起到增强材料性能的作用。

根据增强体的类型、形状、尺寸和分布，金属基复合材料可分为多种类型。

以下是几种常见的金属基复合材料类型：1. 按增强体形状分类（1）颗粒增强金属基复合材料：增强体为颗粒状，如陶瓷颗粒、金属颗粒等。

这种复合材料具有较好的韧性和耐磨性，但强度和刚度相对较低。

（2）纤维增强金属基复合材料：增强体为纤维状，如碳纤维、玻璃纤维、硼纤维等。

这种复合材料具有较高的强度和刚度，但韧性和耐磨性相对较低。

（3）晶须增强金属基复合材料：增强体为晶须状，如氧化铝晶须、碳化硅晶须等。

这种复合材料具有较高的强度和刚度，较好的韧性和耐磨性。

2. 按增强体材料分类（1）陶瓷增强金属基复合材料：增强体为陶瓷材料，如氧化铝、碳化硅等。

这种复合材料具有较高的硬度和耐磨性，但韧性较低。

（2）金属增强金属基复合材料：增强体为金属材料，如不锈钢、钛合金等。

这种复合材料具有较高的强度和韧性，但耐磨性相对较低。

（3）塑料增强金属基复合材料：增强体为塑料材料，如聚四氟乙烯、聚酰亚胺等。

这种复合材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，但强度和刚度较低。

3. 按增强体分布方式分类（1）连续增强金属基复合材料：增强体呈连续分布，如纤维增强金属基复合材料。

这种复合材料具有较高的强度和刚度，但韧性和耐磨性相对较低。

（2）非连续增强金属基复合材料：增强体呈非连续分布，如颗粒增强金属基复合材料。

这种复合材料具有较好的韧性和耐磨性，但强度和刚度相对较低。

4. 按制备工艺分类（1）铸造法制备的金属基复合材料：采用铸造工艺将增强体与金属基体结合，如陶瓷颗粒增强铝基复合材料。

（2）粉末冶金法制备的金属基复合材料：采用粉末冶金工艺将增强体与金属基体结合，如碳纤维增强铜基复合材料。

（3）热压法制备的金属基复合材料：采用热压工艺将增强体与金属基体结合，如碳化硅晶须增强钛基复合材料。

金属基复合材料耐蚀性能研究现状现代科学的发展和技术的进步，对材料性能提出了更高的要求，往往希望材料具有某些特殊性能的同时，又具备良好的综合性能。

传统的单一材料已经很难满足这种需要。

因此，人们将注意力转向复合材料，复合材料是指由两种或两种以上成分不同，性质不同，有时形状也不同的相容性材料以物理方式合理的进行复合而制成的一种材料。

其以最大限度的发挥各种材料的特长，并赋予单一材料所不具备的优良性能，复合材料的性能还具有可设计性的重要特征[1]。

作为复合材料重要分支的金属基复合材料（MMCs），发展于20世纪50年代末期或60年代初期。

金属基复合材料是由连续的金属或者合金基体和增强体构成，具有一系列与金属性能相似的优点。

当今，作为金属基复合材料的基体有铝基、镁基、铜基、铁基、钛基、镍基、高温合金基、金属间化合物及难熔金属基等，目前，国内外学者研究的金属基复合材料基体主要集中在铝和镁两个合金系上。

增强体的选择要求与复合材料基体结合时的润湿性较好，并且增强体的物理、化学相容性好，载荷承受能力强，尽量避免增强体与基体合金之间产生界面反应等。

常用的增强体主要有C纤维、Ti纤维、B纤维、Al2O3短纤维、SiC晶须、BC颗粒、SiC颗粒、Si3N4颗粒、WC颗粒、Mo2C颗粒、ZrO2颗粒、ZrB2颗粒、A12O3颗粒、碳纳米管和石墨等。

增强相的选择并不是随意的，选择一个合适的增强体需要从复合材料应用情况、制备方法以及增强体的成本等诸多方面综合考虑[2]。

与合金和聚合物相比，金属基复合材料性能特点有:高比强度、高模量、高韧性、高导热导电性、膨胀系数小、耐磨性好、高温强度高、表面稳定性好等[3]。

金属基复合材料具有强大的综合性能，在外层空间结构以及一些工业领域中有广泛应用前景，因而继树脂基复合材料之后，掀起了对其研究开发的热潮[4]。

目前，金属基复合材料（MMC）作为材料的一个新兴领域已在航空航天系统，汽车系统及建筑等各个系统中得。

金属基复合材料的研究进展与应用前景金属基复合材料是一种具有金属基体和强化相的材料，能够综合发挥金属的优良性能和强化相的增强效果。

近年来，金属基复合材料得到了广泛的研究和应用，其研究进展和应用前景也备受关注。

本文将综述金属基复合材料的研究进展和应用前景。

一、金属基复合材料的研究进展1. 强化相的选择和设计强化相是金属基复合材料中起到增强作用的材料，通常是颗粒、纤维或片状结构。

近年来，随着纳米材料的研究和发展，纳米颗粒和纳米纤维作为强化相的应用逐渐成为研究的热点。

纳米颗粒和纳米纤维具有较大的比表面积和较好的强度，可以显著提高金属基复合材料的力学性能和热学性能。

2. 制备技术的改进金属基复合材料的制备技术对于材料性能具有决定性影响，近年来研究者们在制备技术方面进行了大量的改进。

传统的制备技术包括粉末冶金、熔融法和电化学沉积法等，这些方法能够制备金属基复合材料，但是制备工艺复杂、成本高。

近年来，研究者们开始探索新的制备技术，如激光熔融沉积、电子束熔凝等，这些新的制备技术具有制备精度高和能耗低的优点。

3. 性能测试与评价金属基复合材料的性能测试和评价是研究中的重要环节，目前主要包括力学性能测试、热学性能测试和耐腐蚀性能测试等方面。

力学性能测试包括拉伸性能、硬度、韧性等方面的测试，热学性能测试包括热膨胀系数、导热系数等方面的测试，耐腐蚀性能测试包括盐雾试验、腐蚀电位测试等方面的测试。

通过对金属基复合材料的性能测试和评价，能够了解材料的力学性能和热学性能，为进一步研究和应用提供依据。

二、金属基复合材料的应用前景1. 航空航天领域金属基复合材料具有高强度、高温稳定性和低密度等优点，能够满足航空航天领域对材料高性能的需求。

金属基复合材料在飞机、火箭、导弹等航空航天装备的结构材料中有广泛的应用前景。

例如，金属基复合材料可以用于飞机结构的轻量化设计，提高飞机的燃油效率和载重能力，同时保证结构的强度和刚度。

2. 汽车制造领域汽车制造领域也是金属基复合材料的应用领域之一。

金属基复合材料现状与存在的问题
金属基复合材料是指由两种或两种以上的材料组成，其中至少一种为金属的复合材料。

随着现代制造技术的不断发展，金属基复合材料已经广泛应用于航空、汽车、船舶等领域。

但是，金属基复合材料的应用还存在一些问题：
1.成本高：由于金属基复合材料的制造工艺较为复杂，生产成本较高，限制了它的广泛应用。

2.强度不稳定：由于金属基复合材料的组成结构复杂，因此其强度和韧性会受到很多因素的影响，不够稳定。

3.可靠性差：由于金属基复合材料制造工艺复杂，难以完全掌握每个制造环节的质量，因此其可靠性较差。

4.热稳定性差：由于金属基复合材料的热膨胀系数与金属基体不同，容易在高温环境下出现龟裂等问题。

5.环保问题：金属基复合材料中常含有大量的有害物质，对环境造成污染。

因此，金属基复合材料在应用中仍需要进一步探索和改进，提高其可靠性和成本效益，以更好地满足现代工业的需求。

- 1 -。