谈复合材料及其发展和关注的热点(上)

<正>1.全球复合材料发展概况复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围,并提高产品质量和企业的经济效益。在各种复合材料中,最重要的是纤维增强复合材料。它是利用不同的方法将纤维材料(如碳纤维、玻璃纤维、复合纤维等)与基体材料复合,从而得到比强度和比弹性率均非常高的材料。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点,已逐步取代木材及金属合金,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域,在近几年更是得到了飞速发展。     

抓住机遇迎接碳纤维复合材料发展的新时期

复合化是当前新材料的重要发展趋势之一。就高性能结构材料而言,碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）仍代表当前复合材料发展主流。     

纤维强化钛基复合材料的横向拉伸性能

纤维增强钛基复合材料（TiMMCs）由于它的纵向比强度、刚度以及高温性能都比单一的钛合金有所改善，因而且用于航空发动机零件，扣压气机盘。这些企件在应用中既可产生轴向应力也可产生径向应力，因此，英国一家国防评价与研究机构的结构材料中心研究了四种TMMCh的横向技伸行为．所用钛合金基材是万一6AI－4y和IMI834（万一5．8周一4．ffin－3．SZr－0．7Nb－o．SMO－0．35St－0．06C），强化用的纤维采用徐碳的S江纤维（SMI140＋）和涂C八z大的SE纤维（SM1240）．由薄片曾焊工2制成板条，每个板条由6层～8层组成，再由权条制成…     

纤维增强铝基复合材料的发展现状

从纤维增强铝基复合材料组成的角度出发，对该材料的发展现状进行了综述。首先简要介绍了常用纤维增强体的制备方法和性能特点，随后概述了纤维增强铝基复合材料的主要制造方法以及各种常见纤维增强复合材料的性能特点和应用现状，最后讨论了目前存在的问题及发展趋势。     

纤维增强铝基复合材料的发展现状

从纤维增强铝基复合材料组成的角度出发,对该材料的发展现状进行了综述。首先简要介绍了常用纤维增强体的制备方法和性能特点,随后概述了纤维增强铝基复合材料的主要制造方法以及各种常见纤维增强复合材料的性能特点和应用现状,最后讨论了目前存在的问题及发展趋势。     

SiC纤维增强Ti基复合材料的制备及性能

用纤维涂层法制备了SCS－6DSiC/Ti－10－2－3复合材料，测定了所制备复合材料的拉伸性能，分析了影响复合材料力学性能的因素。研究表明，磁控溅射可获得与靶材化学成分基本一致的纤维涂层。复合材料中纤维分布的均匀性、涂层中的氧含量及纤维／基体处的元素扩散与界面反应对复合材料力学性能有较大影响。     

碳纤维增强树脂基复合材料的高速电火花穿孔加工试验研究

采用高速电火花穿孔加工方法对碳纤维增强树脂基复合材料进行了通孔加工实验。为了及时冷却待加工孔的进出口表面,并吹灭电弧,避免工件材料的燃烧,通过设计专用夹具,将压缩空气和去离子水经微量润滑喷头引入工件的上下表面。当加工直径2 mm、深度2.4 mm的通孔时,对比未喷雾冷却加工,可有效减小表面热影响区,提高加工精度和表面质量,加工效率提高约21.6%,且能有效抑制加工粉尘,为碳纤维增强树脂基复合材料提供了一种新的绿色加工方法。     

复合材料研究新进展(上)

<正>复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各组元材料的优点,克服单一组元的缺陷。复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料,根据基体种类可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料、聚合物基复合材料和炭基复合材料等,按增强(韧)相可分为颗粒增强、晶须增强或纤维增强复合材料。复合材料已广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、体育器材、医疗器械等领域,近几年更是得到了突飞猛进的发展。     

复合材料研究新进展(下)

<正>2我国复合材料的研究开发现状2.1金属基复合材料我国结合国防军工及高技术发展的需要,已开展颗粒与纤维增强铝基、钛基、镁基、铁基、铜基等各类金属基复合材料的研发,已有较好的研究基础。颗粒增强PRA的研究已形成了自身的特色,     

短碳纤维增强铝基复合材料的半固态加工

采用M40石墨纤维和LYl2合金，挤压浸渗后半固态下直接充填成形，制备了短碳纤维增强铝基复合材料。研究了半固态加工对材料的组织与性能的影响及与固态塑性成形的区别。结果表明：半固态下加工碳纤维的纤维长度明显高于固态加工。材料强度也有较大的提高。     

颗粒增强铸造铝基复合材料的研究现状和发展

综述了国内外颗粒增强铸造铝基复合材料的制取工艺，研究水平和应用前景；指出了各制取工艺的优点及存在的问题；并对该材料的研究方向作了探讨。     

钛基复合材料的成本和未来发展

在过去的40年里,钛及其合金在航空与航天结构零部件中的应用范围稳步地扩大,据英国布里斯托尔大学的P.G帕特里奇和英国结构材料中心的G.M.沃德—克洛斯提供的数据,按照重量计算,目前现代航空与航天发动机构件的30%左右是用钛和钛合金制造的.究其原因,乃是钛及其合金的低密度和良好高温强度,经过不懈的努力,研制出了诸如IMI834和Ti—1100之类     

碳纤维增强复合材料(CFRP)与铝合金的搅拌摩擦点焊

在航空航天、汽车等领域中,轻金属-复合材料混合结构的应用逐渐增加,碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Poly,CFRP)与铝合金的焊接是亟待解决的难题之一。搅拌摩擦点焊(Friction Spot Welding,FSpW)是一种新型的可用于焊接金属与复合材料的焊接方法。综述近年来关于CFRP与铝合金搅拌摩擦点焊的可行性、影响因素、焊接性能以及接头断裂机理等方面的研究进展,最后展望了未来关于CFRP与铝合金搅拌摩擦点焊的研究热点。     

冲蚀角对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)蒙皮涂层去除及重涂附着力的影响

为解决飞机CFRP蒙皮涂层高效去除问题,改善重涂涂层附着力,采用塑性磨料射流加工方法对CFRP蒙皮损伤涂层去除,通过分析单颗磨料的速度和冲击力,研究不同冲蚀角度下磨料对涂层的冲蚀行为,探究塑性磨料射流冲蚀角对表面形貌、去除机制、材料去除率、接触角与表面自由能及重涂涂层的附着力方面的影响。结果表明：塑性磨料对涂层的冲蚀机理为塑性变形去除,在30°～70°冲蚀角下,磨料对涂层的冲蚀模式为滑擦、耕犁和切削。随着冲蚀角的增加,颗粒的切向分力减小,法向分力增加,法向冲蚀的冲蚀模式为剪切和挤压变形去除材料去除率递减。在所选冲蚀角范围内,当冲蚀角为30°时,聚氨酯涂层的材料去除率最大。随着冲蚀角的改变,表面粗糙度、润湿性和表面自由能发生变化,当冲蚀角为70°时,重涂后的涂层附着力较好,较初始涂层附着力提高28%左右。研究成果可为飞机CFRP蒙皮涂层的高效去除及附着力的改善提供参考。     

高温钛合金和颗粒增强钛基复合材料的研究和发展

回顾了高温钛合金的研究和发展历程,指出了现代高温钛合金进一步发展需要解决的主要难题;综述了颗料增强钛基复合材料的研究现状,按照基体的选择、增强相的选择和制备工艺3个方面,阐述了颗粒增强钛基复合材料设计中的基本任务;最后对今后的发展趋势进行了展望。     

金属基复合材料及其超塑性技术的发展

颗粒或晶段增强铝基复合材料具有优良的性能。目前其制备工艺主要采用粉末金法和挤压铸造法。这类铝基复合材料已经有许多应用实例。铝基复合材料超塑性是近年来开发的新技术，可解决其成形性差的加工难题，扩大其应用领域。     

碳纤维增强树脂基复合材料和金属材料连接技术综述：方法和应用

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在航空、汽车、舰船、海洋等工业中用量迅速增加。同时,如铝合金等金属材料在这些工业中仍然广泛应用。因此,CFRP和金属材料之间的连接技术是航空、汽车等此类工业中所面临迫切需要解决和发展的关键问题之一。本文综述了CFRP和金属连接技术的一些研究成果。总结了胶接连接、螺栓连接、焊接、金属插入连接以及基于塑性变形连接(如自穿孔铆接、热铆接、无铆链接、摩擦焊接等)技术的实现和连接材料类型范围。指出了高性能、轻量化、高可靠性的CFRP-金属混合接头进一步研究发展所要解决的问题。     

金属基复合材料的研究现状与发展

对金属基复合材料的分类、制造方法进行综述,阐述国内外研究现状,提出在重金属复合材料的研究中存在的问题,探讨对重金属基复合材料的研究方向.     

Gr（C）纤维增强镁基复合材料的界面结构

采用真空—压力浸渗工艺制备Ｇｒ（Ｃ）／Ｍｇ复合材料，Ｇｒ／Ｍｇ材料界面上无化学反应迹象，有析出物γ相（Ｍｇ１７Ａｌ１２），该析出物形状、大小与制备工艺条件，主要是纤维预制件温度有关。Ｃ／Ｍｇ复合材料界面Ａｌ含量较基体高出２倍多，文中分析了可能的原因     

FeCrAl纤维对FeCrAl(f)/HA复合材料显微结构及力学性能的影响(英文)

采用热压工艺制备FeCrAl纤维增强的FeCrAl(f)/HA生物复合材料,通过金相显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱(EDS)等测试手段对试样的微观结构及成分进行观察和表征。采用三点抗弯法测定FeCrAl(f)/HA复合材料试样的力学性能。研究结果表明:复合材料的性能随FeCrAl纤维加入得到提高,并随着纤维含量(0～11%,体积分数)的增加逐渐明显下降。HA基体和FeCrAl纤维界面结合紧密,互相咬合较深,并在两相上出现了一定程度的互扩散。FeCrAl(f)/HA生物复合材料的最优化参数如下:纤维直径22μm,长度1-2mm、体积分数7%左右。