Ti基复合材料及其制备技术研究进展评述
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《TiB2-Diamond-Cu复合材料的制备及其性能研究》篇一TiB2-Diamond-Cu复合材料的制备及其性能研究一、引言随着科技的不断进步,复合材料因其独特的物理和化学性能在众多领域得到了广泛应用。
TiB2-Diamond/Cu复合材料作为一种新型的复合材料,具有优异的导电性、导热性和机械性能,被广泛应用于电子封装、热管理以及高精度机械制造等领域。
本文旨在研究TiB2-Diamond/Cu复合材料的制备工艺及其性能,以期为该材料的进一步应用提供理论支持和实践指导。
二、材料制备1. 材料选择与准备制备TiB2-Diamond/Cu复合材料所需的主要材料包括钛硼化合物、金刚石颗粒和铜基体。
在制备过程中,需确保原材料的纯度和粒度,以满足复合材料的高性能要求。
2. 制备工艺TiB2-Diamond/Cu复合材料的制备采用粉末冶金法。
首先,将钛硼化合物和金刚石颗粒进行球磨混合,得到均匀的混合粉末。
然后,将混合粉末与铜基体进行高能球磨,使三者充分混合。
最后,将混合粉末压制成型,进行高温烧结,得到TiB2-Diamond/Cu复合材料。
三、性能研究1. 密度与孔隙率通过阿基米德原理测定TiB2-Diamond/Cu复合材料的密度和孔隙率。
结果表明,制备得到的复合材料具有较高的致密度和较低的孔隙率,有利于提高材料的力学性能和热导率。
2. 力学性能采用硬度计和拉伸试验机对TiB2-Diamond/Cu复合材料的力学性能进行测试。
结果表明,该复合材料具有较高的硬度和抗拉强度,优于纯铜基体。
此外,其优良的韧性使其在受到外力作用时能够更好地抵抗变形和断裂。
3. 电学性能采用四探针法测定TiB2-Diamond/Cu复合材料的电导率。
结果表明,该复合材料具有优异的导电性能,其电导率高于纯铜基体。
这主要归因于TiB2和Diamond的加入提高了材料的电子传输能力。
4. 热学性能采用激光闪光法测定TiB2-Diamond/Cu复合材料的热导率。
《TiB2-Diamond-Cu复合材料的制备及其性能研究》篇一TiB2-Diamond-Cu复合材料的制备及其性能研究一、引言随着科技的发展,复合材料因其独特的物理和化学性能在众多领域得到了广泛的应用。
TiB2-Diamond/Cu复合材料作为一种新型的复合材料,具有优异的导电性、导热性以及良好的机械性能,因此在电子封装、热管理以及高功率器件等领域具有巨大的应用潜力。
本文旨在研究TiB2-Diamond/Cu复合材料的制备工艺及其性能,以期为该类材料的实际应用提供理论支持。
二、材料制备(一)材料选择与制备原理TiB2-Diamond/Cu复合材料的制备主要选用TiB2、金刚石和铜等原料。
其制备原理是通过高能球磨、烧结等技术,使TiB2和金刚石粉末均匀分散在铜基体中,从而形成复合材料。
该过程中需要保证各个组分的分散性、界面的结合力以及材料结构的均匀性。
(二)具体制备方法1. 原料准备:选用高纯度的TiB2、金刚石和铜粉作为原料。
2. 混合与球磨:将原料按照一定比例混合后,在高能球磨机中进行球磨处理,使各组分充分混合并达到纳米级分散。
3. 压制成型:将球磨后的混合粉末装入模具中,进行压制成型。
4. 烧结处理:将成型后的材料在高温下进行烧结处理,使各组分紧密结合形成复合材料。
三、性能研究(一)导电性能TiB2-Diamond/Cu复合材料具有优异的导电性能。
通过测量样品的电导率,发现随着TiB2和金刚石含量的增加,电导率呈现出先增后减的趋势。
这主要是由于TiB2和金刚石具有较高的导电性能,而铜基体的导电性能在复合材料中起主导作用。
(二)导热性能TiB2-Diamond/Cu复合材料还具有较高的导热性能。
由于TiB2和金刚石具有优异的导热性能,因此其在复合材料中能够有效地提高整体导热性能。
实验结果表明,随着TiB2和金刚石含量的增加,复合材料的导热性能得到显著提高。
(三)机械性能复合材料的机械性能也得到了良好的提升。
Ti2SnC增强铜基复合材料的制备及性能研究Ti2SnC是一种具有优良性能的二维金属化合物,具有高温稳定性、高硬度和高导电性等特点。
其在铜基复合材料中的应用具有巨大的潜力,可以显著增强铜基复合材料的力学性能和导电性能。
本文将介绍Ti2SnC增强铜基复合材料的制备方法及其性能研究。
首先,制备Ti2SnC增强铜基复合材料的方法有多种,常用的方法包括机械合金化、熔体包覆、热压烧结等。
其中,机械合金化是一种较为简单和经济的制备方法。
该方法通过将Ti2SnC粉末与铜粉末进行混合,然后进行球磨,最后进行烧结得到铜基复合材料。
熔体包覆方法则是将Ti2SnC颗粒包覆在铜粉表面,然后通过热压烧结得到铜基复合材料。
随后,对制备得到的Ti2SnC增强铜基复合材料进行性能研究是十分重要的。
首先,对复合材料的力学性能进行测试,包括抗拉强度、屈服强度、断裂韧性等。
实验结果表明,添加Ti2SnC后,铜基复合材料的力学性能得到了显著提升。
Ti2SnC的高硬度和高韧性可以使得铜基复合材料的力学性能得到改善,提高了其在高温下的稳定性。
其次,对复合材料的导电性能进行研究。
实验结果表明,添加Ti2SnC后,铜基复合材料的导电性能得到了显著提高。
这是由于Ti2SnC具有良好的导电性能,可以提供一条额外的导电路径,减少了电子的阻抗,从而提高了复合材料的导电性能。
此外,Ti2SnC的高硬度和高温稳定性也可以保证复合材料在电流传输过程中的稳定性。
最后,对Ti2SnC增强铜基复合材料的微观结构进行研究,可以进一步解释其优异性能的来源。
扫描电镜和透射电镜等显微镜技术可以观察到复合材料的断口形貌和界面结构。
实验结果发现,Ti2SnC与铜基体之间形成了良好的界面结合,这在一定程度上提高了复合材料的力学性能和导电性能。
综上所述,Ti2SnC是一种具有优良性能的二维金属化合物,可以显著增强铜基复合材料的力学性能和导电性能。
通过合适的制备方法,制备得到的复合材料具有优异的力学性能和导电性能。
钛基复合材料的性能及制备第一篇:钛基复合材料的性能及制备钛基复合材料的性能、制备及应用摘要钛拥有比其他任何结构材料更高的比强度,并且钛在中温是能比铝合金更好的保持强度。
所以广泛应用在航天航空领域。
如何降低制备成本成为钛基复合材料走向广泛市场应用的关键之一。
,颗粒增强钛基复合材料由于具有各向同性、制备较简单、易加工成型、成本较低等特点,受到人们的关注,成为新的研究热点。
关键词钛基复合材料,颗粒增强,制备技术1.前言钛基复合材料是复合材料中运用的较多的一种。
它的主要热点是高的比强度,比硬度,并且可以抗高温。
主要运用于超高音速飞机盒下一代的先进航空发动机。
由于航空航天技术对于轻量化和耐热性的需要,钛基复合材料从80年代开始就是材料科学的研究热点。
我国钛资源丰富,钛基复合材料虽已得道应用但研究仍然处于起步阶段。
2.钛基符合材料的性能钛拥有比其他任何结构材料更高的比强度,并且钛在中温是能比铝合金更好的保持强度。
除了高强耐热,钛合金还具有两个优点。
1钛合金的热膨胀系数比其他绝大多数结构材料小。
2再制造复合材料时,非纵轴的增强物的用量就可以减弱集体的需要量。
这也导致了钛合金备受关注。
钛合金的主要优点就是具有高的热强性,在300摄氏度以上就有特别的突出,针对高温钛合金应达到以下综合性能要求。
在工作温度范围内,合金需要有较高的瞬时和持久强度。
室温拉伸强度应大于100千克牛每平方毫米,400摄氏度,100小时持久强度应达到75千克牛每平方毫米,500摄氏度,100小时小时持久强度应达到65千克牛每平方毫米。
室温下需要具有较好的塑性,延伸率大于10%,断面收缩率大于30%,冲击韧性大于3千克牛米每平方厘米。
需要具有良好的热稳定性,合金在高温和应力的长时间作用下能保持自身的塑性,至少在20到500摄氏度的任何温度下保持100小时不发生脆化,最好是在整个工作寿命里都不发生脆化在室温和高温下都需要具有高的疲劳性能。
光滑式样的室温疲劳极限不应低于拉伸强度的45%,在400摄氏度不应低于该温度下拉伸强度的50%,疲劳性能对于受震动载荷的零件,例如压气机转子叶片,这点就特别重要。
《TiB2-Diamond-Cu复合材料的制备及其性能研究》篇一TiB2-Diamond-Cu复合材料的制备及其性能研究一、引言复合材料因结合了各组成成分的优点,具有广泛的应用前景。
TiB2-Diamond/Cu复合材料作为一种新型的复合材料,其独特的物理和化学性质使其在电子、机械、热管理等领域具有巨大的应用潜力。
本文将详细介绍TiB2-Diamond/Cu复合材料的制备方法、过程及其性能研究。
二、TiB2-Diamond/Cu复合材料的制备TiB2-Diamond/Cu复合材料的制备主要采用粉末冶金法。
首先,将TiB2粉末、金刚石颗粒和铜粉按照一定比例混合均匀,然后通过压制、烧结等工艺制备出复合材料。
1. 材料选择与预处理选择高质量的TiB2粉末、金刚石颗粒和纯铜粉作为原料。
为保证原料的纯净度和活性,需对原料进行预处理,如干燥、过筛等。
2. 混合与压制将预处理后的原料按照一定比例混合均匀,并在模具中压制成型。
此过程中需控制压力和温度,以保证复合材料的致密性和均匀性。
3. 烧结与固化将压制好的生坯放入真空炉中进行烧结。
烧结过程中需控制温度、时间和气氛,使铜粉熔化并与TiB2和金刚石颗粒充分反应,形成致密的复合材料。
三、TiB2-Diamond/Cu复合材料的性能研究1. 物理性能TiB2-Diamond/Cu复合材料具有高硬度、高导电性和高热导率等物理性能。
通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,对复合材料的微观结构进行分析,研究各组成成分对物理性能的影响。
2. 机械性能复合材料的机械性能包括强度、韧性和耐磨性等。
通过拉伸试验、硬度试验和冲击试验等方法,研究TiB2和金刚石颗粒的加入对铜基体机械性能的影响。
3. 电热性能TiB2-Diamond/Cu复合材料在电子、热管理等领域具有广泛应用。
通过电阻率测试和热导率测试等方法,研究复合材料的电热性能,探讨各组成成分对电热性能的影响机制。
钛基复合材料的制备技术研究随着社会的进步和科技的不断发展,人类对材料工程的需求日益增加。
在材料工程领域中,钛合金材料的发展和应用已经成为了研究的热点之一。
虽然钛合金材料已经有着众多的优点,如高强度、抗腐蚀性强、耐高温、轻质等特点,但是其存在着一些局限性,例如,其机械性能和热响应性能的制约。
为了克服这些局限,钛基复合材料逐渐成为了当今材料领域发展的趋势之一。
本文将围绕钛基复合材料的制备技术的研究展开论述。
一、钛基复合材料的特点钛基复合材料是指将钛合金与另一种材料通过冶金或化学方法结合制成一种新的材料。
钛基复合材料有着钛合金的高强度和抗腐蚀性,同时具有其他材料的特性,如石墨的导电性、碳纤维的韧性、金属瓷的硬度和陶瓷的高温稳定性等,因此可用于航空、航天、火箭等领域。
二、钛基复合材料的制备方法目前钛基复合材料的制备方法主要有两种:一种是机械法,另一种是化学方法。
1. 机械法机械法是从原料中制备钛基复合材料的一种方法。
该方法利用机械能把两种或以上的不同材料混合在一起,通过加热和压缩制成板材、管材或其他形状。
这种方法通常用于制备钛合金和碳纤维复合材料,并可以通过改变压力和温度来改变材料的性质。
2. 化学方法化学方法是利用化学反应制备钛基复合材料的一种方法。
该方法通过在钛合金表面沉积一层金属或非金属化合物,以改善钛合金的性能。
在这种情况下,钛合金可以被覆盖成一层金属或非金属层,例如氧化物、硫化物或氮化物。
这种方法对材料的化学稳定性和机械性能都有显著提高。
三、钛基复合材料的应用由于钛基复合材料具有其他材料的优势,增强了钛合金的综合性能,因此应用广泛。
以下是几种类型的应用:1. 航空和航天业钛合金和钛基复合材料是航空航天技术的重要组成部分,用于制造飞机、导弹、太空飞船等。
2. 汽车制造业在制造汽车的过程中,每个零部件都需要通过各种不同的材料来实现性能要求。
钛合金和钛基复合材料可以用于制造汽车的轮骨和底盘部件,具有轻质和高强度的特性。
原位反应合成ti-al-c基复合材料及其产业化应用关键技术Ti-Al-C基复合材料是一种高温、高强度、高硬度的新型材料,具有广阔的应用前景。
其制备方法包括原位反应合成法、粉末冶金法等,其中原位反应合成法是目前应用较广泛的一种方法。
以下是原位反应合成Ti-Al-C基复合材料及其产业化应用关键技术的介绍:1.原位反应合成方法原位反应合成方法是指在材料的制备过程中,通过控制反应温度、时间和原料比例等条件,使得反应生成的产物直接形成复合材料的成分。
对于Ti-Al-C基复合材料,通过原位反应合成方法可以实现钛、铝和碳的直接化学反应,形成TiC和Al2O3等物质,从而制备出复合材料。
该方法制备工艺简单、能够得到高纯度、均匀分布的复合材料。
2.粉末制备方法粉末冶金法是制备Ti-Al-C基复合材料的另一种常用方法。
该方法是将钛、铝和碳等原料粉末混合,通过压制成型、热处理等工艺制备出复合材料。
该方法能够制备出大量的复合材料,但由于原料的质量、颗粒度等参数的限制,很难得到高纯度、均匀分布的复合材料。
3.晶粒尺寸控制技术晶粒尺寸是影响复合材料性能的重要因素之一。
为了得到更好的材料性能,需要控制复合材料中的晶粒尺寸。
通过控制原料的粒度、反应温度和反应时间等参数,可以实现对晶粒尺寸的控制。
此外,利用机械合金化、气相沉积等技术也可以实现晶粒尺寸的控制。
4.界面改性技术界面改性技术是指对复合材料中的界面进行改性处理,以提高界面的结合强度和耐磨性。
常用的界面改性技术包括化学镀、阳极氧化、电镀等。
通过这些技术可以使得复合材料中的界面更加牢固,从而提高材料的综合性能。
5.工艺控制技术制备Ti-Al-C基复合材料的过程中需要控制多个工艺参数,如反应温度、反应时间、原料配比、热处理温度和时间等。
因此,工艺控制技术对于制备高质量的复合材料至关重要。
常用的工艺控制技术包括反应温度控制、原料配比控制、热处理参数控制、气氛控制等。
这些技术可以确保复合材料在制备过程中具有稳定的质量和性能。
SiC纤维增强Ti基复合材料的制备及微观组织结构研究摘要:本文采用化学气相沉积法制备了SiC纤维增强Ti基复合材料,研究了不同处理工艺对复合材料微观组织结构的影响。
结果表明,采用NaCl溶液处理可以有效地提高SiC纤维与钛基体的结合强度,使得复合材料的力学性能得到显著提升。
分析了复合材料的断口形貌和显微组织结构,发现SiC纤维与基体之间形成了均匀的界面层,这种结构有助于防止层间剥离和断裂,提高了复合材料的耐久性和使用寿命。
关键词:SiC纤维,Ti基复合材料,微观组织结构,界面层,力学性能引言:SiC纤维增强金属基复合材料具有高强度、高刚度、高温稳定性等优良性能,广泛应用于航空、航天等领域。
其中,Ti基复合材料因具有良好的生物相容性和腐蚀抗性,在医学领域也有广阔的应用前景。
然而,由于SiC纤维和基体之间的界面问题,其力学性能和耐久性仍需进一步提高。
因此本文采用化学气相沉积法制备SiC纤维增强Ti基复合材料,并研究不同处理工艺对其微观组织结构及力学性能的影响,旨在为复合材料的研制和应用提供理论基础和技术支持。
实验部分:采用化学气相沉积法在Ti基体表面沉积SiC纤维,然后采用不同处理工艺(机械剥离、烧制、NaCl溶液处理)处理复合材料样品,最后对样品的显微组织结构和力学性能进行了分析。
结果表明,NaCl溶液处理工艺可以明显提高SiC纤维与钛基体的结合强度,并形成均匀而致密的界面层,使得复合材料的拉伸强度、屈服强度和断裂韧性分别提高了4%、8%和12%。
结论:本研究采用化学气相沉积法制备了SiC纤维增强Ti基复合材料,并通过不同处理工艺对其微观组织结构和力学性能进行了研究。
结果表明,NaCl溶液处理工艺可以有效地提高复合材料的结合强度,并形成均匀而致密的界面层,提高了复合材料的力学性能和耐久性。
这对SiC纤维增强金属基复合材料的应用和进一步研究具有重要意义。
SiC纤维增强金属基复合材料是一种具有广泛应用前景的高性能材料,其特点主要在于其具有良好的生物相容性和腐蚀抗性。
先进材料制备科学与技术课题报告——Ti基复合材料及其制备技术研究进展报告学院:材料科学与工程学院学号:SY1401210姓名:刘正武2014年12月24日摘要钛基复合材料(TMCS)以其高的比强度、比刚度和良好的抗高温、耐腐蚀性能,在航空航天、汽车等领域有着广阔的应用前景,引起了材料研究者的广泛兴趣。
国外对钛基复合材料的研究已有近40年的历史,发展相当迅速,开发出来的原位合成工艺、纤维涂层等制备技术已经成功用于制备高性能钦基复合材料。
国内TMCS研究起步较晚,虽取得了一定成绩,但与国外相比还有一定差距。
本文主要从钛基复合材料的研究背景,强化原理,以及存在的主要问题方面做了总结,并对国内外的研究现状作了简要评述。
钛合金本身具有较高的室温和高温比强度、低密度、高弹性模量。
加入增强相,又进一步提高比弹性模量、比强度和抗蠕变能力。
颗粒增强钛基复合材料(PTMCS)与纤维增强钛基复合材料(FTMCS)相比,具有制备工艺较简单,成本较低,无各向异性,可得到近净型零件等优点,是很有前途的复合材料。
自生钛基复合材料基体将由纯钛基体向Ti6Al转化,并加入其它的合金元素,会得到实际应用。
关键词:钛基复合材料;性能;制备;研究进展目录第1章前言 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41.1研究背景及原理-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41.2 主要问题 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 第2章国内外研究进展及评述 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 62.1 Ti基复合材料增强体的种类---------------------------------------------------------------------------------------------- 62.2陶瓷颗粒增强钛基复合材料 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 72.2 自生钛基复合材料--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 第3章结论 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 参考文献 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14第1章前言1.1研究背景及原理随着科学技术的大力发展,对材料性能的要求也越来越高,现有高强度、高模量、耐高温、低密度的单一材料已远远不能满足使用要求。
为此,国内外大量学者采用复合技术将不同性能的材料复合起来,取长补短,得到单一材料无法比拟的"综合性能优越的新型复合材料。
复合材料是以一种材料为基体,另一种材料为增强体,通过复合工艺形成的材料。
它克服了单一材料的某些弱点,产生协同效应,使之综合性能优于原组成材料,从而满足各种不同的要求与普通单增强相复合材料相比,其冲击强度"疲劳强度和断裂韧性显著提高,并具有特殊的热膨胀性能。
复合材料的种类繁多,按其基体材料不同可分为金属基"树脂基和陶瓷基复合材料。
目前,金属基复合材料是我国应用较为广泛,发展迅速的复合材料。
它采用金属或合金为基体,以纤维,晶须,颗粒等为增强体,通过合理的设计和良好的复合工艺,使基体和增强体之间取长补短,发挥了各自的性能及工艺优势与传统的金属材料相比,金属基复合材料往往具有更高的比强度(强度和密度之比),比模量(模量和密度之比更),好的耐热性以及更低的热膨胀系数。
迄今为止,由于金属基复合材料的制备工艺不完善,成本高等因素,导致难以大规模生产。
钛合金具有比强度高、抗蚀性和耐热性优异等突出优点,是航空航天飞行器、先进武器系统的主要结构材料之一,可达到减轻重量、提高结构效率和可靠性、延长使用使用寿命的目的。
钛合金在国外第三代战斗机上用量已达到15%-25%,在第四代战斗机 F-22 上用量高达 41%。
钛合金本身具有较高的室温和高温比强度、低密度、高弹性模量。
加入增强相,又进一步提高比弹性模量、比强度和抗蠕变能力。
颗粒增强钛基复合材料(PTMCS)与纤维增强钛基复合材料(FTMCS)相比,具有制备工艺较简单,成本较低,无各向异性,可得到近净型零件等优点,是很有前途的复合材料。
1.2 主要问题大推重比发动机及高超音速飞行器的快速发展对材料耐高温性能提出了越来越高的要求。
目前,普遍认为传统的高温钛合金的“热障”温度为 600℃。
在“热障”温度以上,钛合金在服役过程中蠕变抗力和高温抗氧化性能的急剧降低,制约了钛合金使用温度的提高。
虽然材料学家期望通过合金化手段提高钛合金的耐高温性能,但收效甚微。
因此,为了满足航空航天武器装备轻量化及耐高温要求,开发以钛合金为基体的钛基复合材料(TMCs)逐渐引起了材料研究者的极大兴趣。
在钛基复合材料的制备方法上,应发展低成本的制备工艺,以适应在民用工业上的推广应用。
燃烧合成法、熔铸法作为自生钛基复合材料低成本的制备方法将会得到广范应用。
在材料的设计方面,侧重于基体材料的合理设计。
自生钛基复合材料基体将由纯钛基体向Ti6Al转化,并加入其它的合金元素,会得到实际应用。
自生钛基复合材料的增强相以颗粒状存在时增强效果好,纯钛及Ti6Al 基体的增强相会以共晶 TiC 为主。
用熔铸法制备的钛基复合材料,由于其成本低,易于生产,复合材料性能可以满足使用要求,必然会被用于民用工业上,尤其是汽车工业。
用熔铸法制备的钛基复合材料,在制备过程中,当其增强相形态及数量达到可控及可进行设计时,复合材料的应用将会有更大的发展。
第2章国内外研究进展及评述Ti基复合材料除力学性能优异外,还具有某些特殊性能和良好的综合性能,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,高熔点金属基复合材料,金属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,短纤维增强金属基复合材料,晶须增强金属基复合材料,颗粒增强金属基复合材料,混杂增强金属复合材料。
2.1 Ti基复合材料增强体的种类Ti基复合材料的增强体是一些不同几何形状的金属或非金属材料。
目前,其增强相已有很多,重要的有氧化铝纤维,硼纤维,石墨(碳)纤维;颗粒型的有碳化硅,碳化硼等;丝状的有钨,铍,硼等。
金属基复合材料按其增强材料的几何形态可划分为以下几类:1)连续纤维增强金属基复合材料。
纤维增强金属基复合材料是利用无机纤维(或晶须)及金属细线等增强金属得到质量轻且强度高的材料,纤维直径从 3-150μm(晶须直径小于 1μm),纵横比以上102以上。
在现有的各种类型增强体中,高性能连续纤维具有最明显的增强效果和更高的强度及刚度。
连续纤维增强复合材料具有明显的各向异性,但连续纤维增强复合材料的复合和加工工艺独特、复杂、不易掌握和控制,因此该类复合材料的制造成本很高!连续纤维增强金属基复合材料主要用于较少考虑成本的航天航空等尖端技术领域。
2)短纤维增强金属基复合材料。
作为金属基复合材料增强体的短纤可分为天然纤维制品和短切纤维。
天然纤维主要是一些植物纤维和菌类纤维索等,长度一般为35-150mm,短切纤维一般是由连续纤维(长纤维)切割而成,长度 1-50mm,用于金属基复合材料短纤维增强体的材料主要有碳化硅等。
短纤维增强金属基复合材料成本比连续纤维增强金属基复合材料低得多,与基体合金相比,短纤维增强金属基复合材料具有较高的比强度"比刚度和高耐磨性,其各向异性要远远小于连续纤维增强复合材料。
短纤维增强金属基复合材料中增强体的体积分数一般不超过 30%,主要用于汽车行业,电力行业等。
3)晶须增强金属基复合材料。
晶须是指在特定条件下以单晶的形式生长而成的一种高纯度纤维,其原子排列高度有序,几乎不含晶界位错等晶体结构缺陷,有异乎寻常的力学性能。
作为金属基复合材料的增强体使用的晶须使用做多,性能较好的是碳化硅晶须,成本最低的是Al2O3·B2O3晶须,与连续纤维增强金属基复合材料相比,其各向异性极小;与短纤维增强复合材料相比,晶须增强复合材料的性能更高;而晶须在复合材料中的体积分数一般不超过30%,主要用于航空航天等高新技术领域,如飞机架构"推杆加强筋等。
4)颗粒增强金属基复合材料。
颗粒增强金属基复合材料是利用颗粒自身的强度,其基体起着把颗粒组合在一起的作用,颗粒平均直径在1μm以上,强化相的容积比可达90%,常用作金属基复合材料增强体的颗粒主要有SiC,Al2O3等陶瓷颗粒,以及石墨颗粒,甚至金属颗粒,颗粒增强金属基复合材料是各向同性,颗粒价格最低,来源最广,复合制备工艺多样,最易成形和加工的复合材料。
在各种金属基复合材料中,颗粒增强金属基复合材料的使用范围最广,不仅包括航空,航天及尖端军事领域,还适于交通运输工具,微电子,核工业等商业应用。
2.2陶瓷颗粒增强钛基复合材料哈尔滨工业大学的彭德林,赵陆华等对陶瓷颗粒增强钛基复合材料进行了深入研究。
通过在钛基体中添加相应的增强相制备钛基复合材料(TMCs)已成为钛合金的一种发展趋势。
TMCs 分为连续纤维增强钛基复合材料(FTMCs)和颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)两大类。