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![[材料科学]金属基复合材料](https://img.taocdn.com/s1/m/bd12e168f121dd36a22d8208.png)
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。
金属基复合材料的结构设计金属基复合材料的结构设计，说白了就是把两种或更多种材料的优点混合在一起，搞个“合体”，让他们各自的优点得以发挥，缺点则被弥补掉。
别小看这个组合，做得好的话，可以让材料的性能达到你想象不到的程度，比单纯的金属或者单纯的其他材料强多了。
你可能会想，金属也有好的一面，为什么还要和别的材料搭配呢？说实话，金属虽然强，但也有它的“脾气”，比如耐腐蚀性差、重量重、热膨胀不稳定等等，这时候，你找个合适的材料搭配一下，发挥出一个“1+1>2”的效果，那就太牛了。
举个例子，咱们身边的车子，汽车制造中就经常用到金属基复合材料。
光是车身外壳，用的就是强度高又轻的金属材料。
但是车身也要能抵抗外界的撞击、疲劳等压力，所以里面就要加上一些其它的复合材料，让车身更加稳固。
别看它们在一块儿，实际上这些材料的结构设计是非常讲究的。
要知道，怎么让金属和其他材料“亲密无间”地结合，是需要一定技巧的。
它们之间的界面、温度变化、甚至是细微的分子结构，都会影响最终的表现。
如果设计不当，可能就会出现问题。
想象一下，车子在高速行驶时，外壳的金属和内部的复合材料分道扬镳，那真是“内外不合”，车主可就要担心了。
金属基复合材料的设计需要考虑哪些方面呢？咱们得知道材料的“脾气”，不是什么材料都能轻易融合的。
你看，金属和陶瓷这类材料就不太合得来，它们的膨胀系数差异大，如果强行搭配，很可能会出现热膨胀导致的裂缝。
你说它们不搭配吧，也挺可惜的，因为陶瓷材料耐高温的性能很棒，金属则有很好的加工性和强度。
为了避免出问题，设计师会考虑不同材料之间的相容性，选择那些膨胀率差不多，或者在热应力下也能保持稳定的材料。
然后，金属基复合材料的结构设计还需要考虑它的载荷能力。
举个简单的例子，就像你背书包一样，背的越重，肩膀上的压力越大，书包的肩带就需要更结实，避免拉坏。
而金属基复合材料就是在模拟这种“载重”的情况。
你想，让它既能承受巨大的力量，又不会变形或损坏，怎么设计都得小心。
金属基复合材料的特性金属基复合材料是一种由金属基体和非金属增强相组成的材料。
它具有独特的特性，使其在许多领域得到广泛应用。
本文将介绍金属基复合材料的特性，包括高强度、高刚度、耐磨性、耐腐蚀性和导热性。
1. 高强度金属基复合材料具有较高的强度，这是由于增强相的加入使其具有更好的抗拉强度和屈服强度。
增强相可以是纤维、颗粒或片状材料，如碳纤维、陶瓷颗粒或硼片。
这些增强相的加入可以有效地提高金属基体的强度，使其在承受高载荷时不易发生变形或破裂。
2. 高刚度金属基复合材料的刚度也较高，这是由于增强相的加入使其具有更好的抗弯刚度和剪切刚度。
增强相的加入可以有效地提高金属基体的刚度，使其在受力时不易发生变形或屈曲。
这使得金属基复合材料在需要高刚度的应用中具有优势，如航空航天、汽车和船舶制造等领域。
3. 耐磨性金属基复合材料具有较好的耐磨性，这是由于增强相的加入使其具有更好的耐磨性能。
增强相可以有效地提高金属基体的硬度和耐磨性，使其在摩擦和磨损环境中具有更长的使用寿命。
这使得金属基复合材料在需要耐磨性的应用中得到广泛应用，如机械零件、刀具和轴承等领域。
4. 耐腐蚀性金属基复合材料具有较好的耐腐蚀性，这是由于增强相的加入使其具有更好的耐腐蚀性能。
增强相可以有效地提高金属基体的抗腐蚀能力，使其在腐蚀介质中具有更长的使用寿命。
这使得金属基复合材料在需要耐腐蚀性的应用中得到广泛应用，如化工设备、海洋工程和石油钻探等领域。
5. 导热性金属基复合材料具有较好的导热性，这是由于金属基体的导热性能较好。
金属基体可以有效地传导热量，使其在需要导热性的应用中具有优势，如散热器、电子器件和航空发动机等领域。
综上所述，金属基复合材料具有高强度、高刚度、耐磨性、耐腐蚀性和导热性等特性。
这些特性使得金属基复合材料在许多领域得到广泛应用，如航空航天、汽车、机械制造和化工等领域。
随着科技的不断进步，金属基复合材料的特性将得到进一步的提升和应用拓展。
