金属基复合材料概述

本文对金属基复合材料的分类、性能和制备工艺进行了总结分析,列举了三种典型的金属基复合材料及其应用,阐述了国内外研究现状,指出了金属基复合材料研究中存在的问题并对其发展作出展望.     

石墨烯复合材料的研究进展

石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点。本文综述了石墨烯的制备方法并分析比较了各种方法的优缺点, 简单介绍了石墨烯的力学、光学、电学及热学性能。基于石墨烯的复合材料是石墨烯应用领域中的重要研究方向, 本文详细介绍了石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料的制备及应用, 并特别讨论了石墨烯/块体金属基复合材料的制备方法和其优异性能。     

块体金属基纳米复合材料的制备、性能及应用研究进展

金属基纳米复合材料是由纳米级金属或非金属增强体弥散分布在金属或合金基体中而制成的.该材料因兼有金属和纳米相而具有独特的结构特征和物理、力学及化学性能,近年来备受关注并成为一种新兴的纳米复合材料和新型金属功能材料.综述了块体金属基纳米复合材料的最新研究成果,归纳了该材料的分类、制备方法和性能,并讨论了其应用前景.     

高效热管理用金属基复合材料研究进展

从高导热复合构型、高导热复合界面及新型高导热纳米碳增强体3个方面,综述了热管理用铜基和铝基功能复合材料的研究进展,并对高导热金属基复合材料的未来发展方向进行了预测与展望.在材料组分相同的情况下,基于金属基体与导热增强体之间复合构型和复合界面的差异,制备的金属基复合材料的导热与热膨胀性能会发生显著变化.此外,由于纳米增强体与基体在形貌、尺寸及表面化学性质等方面的不相容性,在新型高导热金属基纳米复合材料的研发过程中,更需要兼顾高导热复合构型与复合界面的优化设计.可以预言,采用碳纳米管、石墨烯纳米片等新型纳米碳增强体,设计与制备具有微/纳米跨尺度分级复合构型的金属基复合材料将成为未来的研究热点.     

石墨烯/金属复合材料的研究进展

石墨烯特殊的二维结构和优异的性能使其成为材料领域的研究热点,而石墨烯与金属复合材料是石墨烯应用的重点研究方向之一.概述了近年来石墨烯负载金属纳米颗粒复合材料的制备及其在催化、传感、光谱学方面的应用进展,以及石墨烯增强金属基复合材料在高强度高导热导电领域的研究进展,重点介绍其中一些具有优异性能的研究体系及其在研究中面临的困难.     

金属基复合材料的力学行为及失效方式(上)

金属基复合材料的研究和应用正在迅速发展,其力学性能和断裂失效方式以及相应的检测手段都与传统材料有很大差别。本文系统地介绍了金属基复合材料的强度、弹性模量、断裂韧性、疲劳强度等各种力学行为的性能特点及相适应的检测方法。此外还介绍了他们的高温性能、物理性能特点。对短纤维和颗粒增强的金属基复合材料和长纤维增强的金属基复合材料的失效方式分别进行了论述。分析了他们与传统材料的差别。最后并对金属基复合材料的力学行为研究的发展趋势提出了看法。     

铜基复合材料的构型多功能化

金属基复合材料(MMCs)由于其优异的性能,在空天、交通、电子、能源等领域的应用中具有不可替代的作用。随着科学技术的发展,单一高性能的金属基复合材料常不能满足越来越复杂的使役条件,亟需发展综合性能优异、多功能协同的新型金属基复合材料。然而,不同性能之间由于多种增强机制耦合,其解耦调控困难,使得它们呈现倒置关系。近年来,通过调控增强体在金属基体中的空间分布,即对复合构型开展研究,充分发挥复合材料的可设计性,最终实现金属基复合材料的多性能之间的协同,已成为该领域发展的重要趋势。本文在本研究团队前期关于金属材料构型化复合的研究基础上,以纳米碳/铜基复合材料为典型范例,对我们在该类新型材料研究中通过复合构型设计实现结构-功能一体化的最新进展,即"微纳砖砌"构型对强度-塑韧性-导电性能的协同进行了总结和介绍,并对该领域的发展趋势进行了展望。     

WC颗粒增强金属基复合耐磨材料制备工艺与性能研究

与传统单一的材料相比,增强金属基复合材料(MMCs)的力学、物理和机械加工性能具有许多优点和更加优异的性能,在各种工程领域中应用广泛。首先从制备工艺开始,介绍了目前发展较为迅速的冷喷涂技术、激光熔覆、等离子堆焊及电弧堆焊等工艺发展。在此基础上着重论述了微米WC颗粒添加及纳米WC颗粒添加金属基耐磨材料性能的研究,论述了提高微米WC颗粒增强金属基复合耐磨材料耐磨性的途径,通过增加基体组织韧性,增加WC颗粒包裹、支撑,减少裂纹产生。进而介绍了纳米WC颗粒改变凝固形式,细化复合材料晶粒从而提高性能,并指出了纳米WC颗粒烧损是制约其发展的重要原因。最后,对该方向研究进展进行了总结,并对其发展前景和主要发展方向进行了展望。     

纳米填充物对聚合物及其复合材料蠕变性能影响的研究进展

相比于金属基和陶瓷基复合材料,聚合物基复合材料的抗蠕变性能较差,这使聚合物基复合材料的应用受到一定的限制。向聚合物中添加适当的填充物是改善其抗蠕变性能的一种行之有效的方法。文中综述了零维、一维及二维纳米尺寸的填充物对热塑性和热固性聚合物蠕变性能影响的研究进展,并对纳米填充物增强聚合物抗蠕变性的机制进行了分析。详细分析和比较了碳纳米管对环氧树脂蠕变性能影响的研究进展,总结了目前研究的热点和难点,并对未来研究的方向进行了展望。     

MAX相增强金属基复合材料的研究现状及应用

Mn+1AX_n(简称MAX)为一种三元层状材料,当其作为金属基复合材料的增强项时,可使复合材料具有优异的力学性能和摩擦学性能,拓展了金属基复合材料的种类和应用范围。本文对MAX相的应用与性能进行了介绍,总结了MAX相增强金属基复合材料的界面对复合材料导电性和力学性能的影响,并对MAX增强金属基复合材料的摩擦学行为进行了综述,同时总结了MAX相作为增强相在协同摩擦、单相摩擦和高温摩擦中的磨损机理。最后对MAX相未来研究方向进行了展望。     

Mg-Li基复合材料的研究近况

Mg-Li基复合材料因具有很高的比强度和比刚度等优点,成为近年来金属基复合材料研究的热点之一.主要简述了原位合成这种新方法在Mg-Li基复合材料制备中的应用,介绍了近年来该领域出现的新的研究热点--阻尼性能;并针对Mg-Li基复合材料的界面优化、增强体表面改性等研究现状进行了概述.     

碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状及展望

首先介绍了碳纳米管的性质和优点,并讨论了将其应用于制备金属基复合材料方面的优势.从制备方法、材料性能等方面阐述了目前国内外对碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状,并对碳纳米管增强金属基复合材料研究的发展前景进行了展望.     

聚合物基纳米复合材料的分类、制备与发展现状

纳米微粒由于尺寸小、比表面积大而出现了许多不同于常规材料的特性,将它与种类繁多的聚合物匹配、复合能制备出一类高性能、高功能的聚合物基纳米复合材料。高分子基体具有易加工、耐腐蚀等优异性能,且能抑制纳米单元的氧化和团聚,使得体系具有较高的长效的稳定性,能充分发展纳米单元的特性异能,因此,这类复合材料的开发应用研究就成为了21世纪的科研热点。本文重点介绍了聚合物基纳米复合材料的分类,并对其制备方法以及发展现状进行了简单阐述。     

面向未来应用的金属基复合材料

规模化应用促使金属基复合材料研发向更高强度、良好塑韧性和工艺性的方向迈进。围绕该目标,近年来的研究重点主要以多尺度强化、纳米碳材料增强以及非均质构型设计等为特点。介绍了金属基复合材料相关的研究进展,指出超细晶、超细颗粒协同强化可以获得高强度与良好塑韧性,进一步通过双尺度增强相强化可以兼顾模量等综合性能;纳米碳材料综合性能极高,对金属的强化具有高效与多样化特性;非均质构型在充分发挥纳米碳和陶瓷相的增强作用、挖掘复合材料性能极限方面体现了极高的可行性。同时也指出了这些研究面临的挑战,以及未来开展构型仿真、纳米碳-金属界面模拟研究以及发展必须的宏量制备技术的必要性。可以预见,金属基复合材料的研发已经进入新阶段,并已成为高性能材料发展的一个重要方向。     

碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状及展望

首先介绍了碳纳米管的性质和优点，并讨论了将其应用于制备金属基复合材料方面的优势。从制备方法、材料性能等方面阐述了目前国内外对碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状，并对碳纳米管增强金属基复合材料研究的发展前景进行了展望。     

金属基复合材料成形加工研究进展

金属基复合材料的发展极为迅速，应用越来越广泛，但是，金属基复合材料的塑性差，成形困难，成形性能的相关研究较少，阻碍了其实际应用。为此，综述了金属基复合材料的压缩变形、热挤压变形、高温超塑性变形的实验研究现状以及金属基复合材料的成开有机理、相关有限元分析的理论研究新成果，提出了金属基复合材料产业化所面临的问题，同时展望了金属基合材料成形加工的未来发展趋势。     

金属基复合材料研究新进展

新材料的研究、发展及应用是当代高新技术的重要内容之一。金属基复合材料因具有较高的比强度、比刚度,优良的导电导热性,以及高韧性和高抗冲击性而对促进世界各国军用和民用领域的高新科技现代化,起到了至关重要的作用。文章简单综述了金属基复合材料的分类、制备新工艺及应用,并探讨了金属基复合材料的研究方向。     

热管理用金属基复合材料的应用现状及发展趋势

从不同种类金属基复合材料的性能特点、国内外主流企业与主要产品、典型热管理应用等几方面,综述了近年来金属基复合材料在热管理领域的实际应用现状,并展望了金属基复合材料在应对未来高功率密度热管理需求的发展方向。基于高导热、低膨胀的共性特征,硅/铝、碳化硅/铝、碳纤维/铝等铝基复合材料以轻质、低成本、可加工的性能优势,在航空航天、交通运输领域得到了广泛应用;而碳纤维、碳化硅、金刚石等增强铜基复合材料则凭其高的环境耐受性和稳定性,在军事国防领域逐渐崭露头角。针对电子器件功率密度的持续攀高,国家重点研发计划已立项专门开展超高热导率(≥800 W/(m·K))金属基复合材料的研制,纳米尺度复合界面改性设计、新型复合构型化及超高导热增强体的发展,可能引领热管理领域新的研究热点。     

我国无机纳米复合材料制备进展

综述了近几年来国内在纳米复合陶瓷、金属基纳米复合材料、纳米复合镀层、介孔纳米复合材料、无机纳米复合膜、纳米多层复合材料及纳米碳管复合材料的研究进展,并指出了当前研究中存在的问题和解决方法。     

石墨烯增强金属基复合材料界面研究进展

金属基复合材料是由高强度增强相与金属基体组成,因具备优良的综合性能,在各领域内展现出广阔的应用潜力。与常规增强相不同,石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角呈蜂巢状晶格的二维碳纳米材料,因其独特的结构而具有优异的电学、力学、热学和光学等特性。石墨烯增强金属基复合材料已经成为先进复合材料领域的研究热点,而对于金属基复合材料,其综合性能与界面的结构和性质关联密切。从近年来石墨烯增强金属基复合材料界面微观组织及理论研究出发,对常见石墨烯增强金属基复合材料体系的界面结构及力学性能进行总结,同时总结计算机模拟手段在分析界面结构、界面结合强度以及界面微观断裂机制等方面的进展,为设计和优化金属基复合材料界面提供理论依据。