金属基复合材料的现状与进展

复合材料是根据需要而设计制造的材料,根据其强化材的形态分为纤维强化复合材料和颗粒强化复合材料,前者又分为连续纤维和不连续纤维强化两种．早期的树脂基复合材料以连续纤维强化为主体,后来的金属基复合材料也仿此进行开发研究,称为纤维增强金属（ＦＲＭ）．但由于成本相当高,除宇航领域外,其它领域很难应用,即使在宇航领域也少有大量应用的实例．最近３０年来,金属基复合材料的研究开始偏向非连续纤维强化或颗粒强化金属基复合材料（ＭＭＣ）．下面以其制造加工工艺为重点,就工业应用和今后的进展予以介绍．１ＭＭＣ的现状与课…     

金属基复合材料焊接进展

金属基复合材料焊接进展张胜玉编译（山东省青岛市青岛澳柯玛电器公司２６６５５５）熔化焊是应用最广泛的金属焊接方法，但是用来连接金属基复合材料（ＭＭＣ）时却遇到了新的问题。采用电弧焊加热熔化时，大部分颗粒增强铝基复合材料的熔融液粘度很高，以至于事实上，熔...     

碳（石墨）／铝复合材料制备工艺及力学性能的研究

研究了碳（石墨）纤维增强铝基复合材料（Ｃ（Ｇｒ）／Ａ１）制备工艺及其对力学性能的影响。研究表明,在冷却速度较慢的条件下纤维表面涂软Ｃ层对提高Ｃ／Ａｌ性能意义不大,纤维束中混杂ＳｉＣ颗粒可使力学性能有一定提高。在相同工艺制备条件下,Ｇｒ／Ａｌ的强度显著高于Ｃ／Ａｌ,原因在于Ｇｒ纤维稳定性较高。Ｃ／Ａｌ复合材料制备的关键是控制脆性化合物Ａｌ４Ｃ３的形成。     

熔体反应内生Al基复合材料的制备和凝固组织控制

采用一种新型的金属基复合材料制备工艺－熔体反应法,制备了二种内生颗粒增强Ａｌ基复合材料：一种为Ａｌ／ＴｉＡｌ３,另一种为分明采用混合盐体系和氧化物体系制备的Ａｌ－４．５Ｃｕ／ＴｉＢ２,Ａｌ／ＴｉＡｌ３复合材料中的ＴｉＡｌ３随熔体反应时间增加和反应温度的升高,由细小的颗粒长成粗大的短棒状组织。     

Al2O3／ZL101复合材料的摩擦学行为

利用液态浸渗法制备了Ａｌ２Ｏ３颗粒／ＺＬ１０１复合材料,并对其显微组织、摩擦磨损性能、摩擦磨损机制进行了分析。结果表明,液态浸渗法是一种优异的颗粒增强金属基复合材料（ＭＭＣ）制备方法;Ａｌ２Ｏ３／ＺＬ１０１复合材料的耐磨性远高于ＺＬ１０１合金,适当的热处理可以改善复合材料及ＺＬ１０１合金的耐磨性;Ａｌ２Ｏ３颗粒／ＺＬ１０１复合材料的摩擦系数明显低于ＺＬ１０１合金,热处理对复合材料及ＺＬ１０１合金的摩擦系数均有影响;ＭＭＣ的摩擦机理以氧化－磨粒磨损为主,ＭＭＣ的摩擦力主要由基体与对磨环的粘着产生。     

定向凝固Al2O3／Al—4.5Cu复合材料显微组织与合金元素的分布

利用ＺＭＬＭＣ定向凝固装置,研究了Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－４．５Ｃｕ金属基复合材料在不同凝固冷却速度条件下的显微组织和合金元素分布的变化,实验结果表明：当凝固速度ｖ＝１６．７μｍ／ｓ时,Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－４．５Ｃｕ复合材料基体组织为胞状晶,胞状晶中无颗粒存在;当ｖ＝４９．８μｍ／ｓ时,基体为树枝状晶,颗粒在枝晶中均匀分布,一二,次枝晶间距随着凝固速度的提高而减小。     

电子装置封装热控制用复合材料的进步

一些新型先进的复合材料,较之传统的电子封装热控制材料,具有非常高的导热性（比铜高１倍以上）、一定的低热膨胀系数,重量节省高达８０％,非常高的强度和刚度,近终形的制造工艺,可使生产成本减低６５％。本文综述了适合电子装置封装热控制用的各种先进的复合材料,包括金属基复合材料,也探讨了聚合物基复合材料、碳／碳复合材料以及热解石墨材料等。当前,主要的电子封装用金属基复合材料有ＡｌＳｉＣ、氧化铍颗粒增强铍基复合材料以及碳纤维增强铝。近年来也开发了一些新型金属－金属复合材料,包括铍－铝、因瓦合金－银（Ｓｉｌｖ…     

颗粒增强铝基复合材料的组织与性能

用熔铸法制备了ＴｉＢ２和ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料,评价了ＴｉＢ２／Ａｌ和ＳｉＣ／Ａｌ复合材料的硬度,研究了增强剂的加入方式和体积分数对ＴｉＢ２／Ａｌ复合材料拉伸性能的影响;并用扫描电镜分析了复合材料的显微组织。结果表明,ＴｉＢ２颗粒对Ａｌ基体的增强效果比ＳｉＣ颗粒好,Ｔｉ,Ｂ化合物的增强效果优于ＴｉＢ２粉末,复合材料的力学性能随ＴｉＢ２体积分数增加而提高;用含Ｔｉ,Ｂ化合物的混合物增强的１．５％ＴｉＢ２／Ａｌ（体积分数）复合材料的热轧退火态性能为σｂ１６０．４ＭＰａ,δ１３．１％,铸态ＨＢ４５１ＭＰａ。ＳＥＭ观察结果表明,在铝基体中添加Ｔｉ、Ｂ化合物的混合物能在基体中原位生成ＴｉＢ２颗粒。     

BN/Al金属基复合材料

ＢＮ／Ａｌ金属基复合材料陶瓷增强剂与其金属基体之间的良好结合，是获得金属基复合材料高强度的关键，但是通常由于金属与陶瓷在物理、化学、电学以及力学性能上的差异，而很难获得良好的结合，采用传统的粉末冶金法就得不到性能良好的ＢＮ／Ａｌ金属基复合材料。近年来...     

SiCp／Al－4％Mg复合材料铸件中颗粒分布的计算机模拟

提出以基体晶粒与颗粒直径之比作为颗粒增强金属基复合材料中颗粒分布均匀性的定量描述方法，以此为依据模拟了ＳｉＣｇ／Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料铸件中的颗粒分布，结果表明：颗粒分布的均匀性随冷却速度、颗粒直径的增大而提高。试验结果与模拟结果吻合良好．     

颗粒增强金属基复合材料凝固过程的计算机模拟

探讨了颗粒增强金属基复合材料凝固过程的计算机模拟中热处理性质和凝固潜热的处理方法，并用实验验证了其有效性，在此基础上，研究了颗粒的体积分数对Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＣ，ＳｉＯ２颗粒增强Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料冷却速度的影响。     

基于PM的SiCp/Al复合材料在热塑性变形时的组织变化研究

实验研究了基于ＰＭ的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料在热塑性变形过程中显微组织的变化规律。结果表明：ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料在固态下的塑性变形是通过其铝合金基体的塑性变形来实现的;当铝合金基体塑性变形时,在ＳｉＣ增强颗粒和铝合金基体之间存在一种相互作用,迫使非等轴的ＳｉＣ增强颗粒通过转动的形式来调整其方位,形成ＳｉＣ增强颗粒在铝合金基体粒子边界上顺着变形方向的定向排列;同时铝合金基体的塑性变形受到ＳｉＣ增强颗     

法国ONERA与中国NIN在钛基复合材料方面的合作

２０００年 ５月 ６日至 １８日,法国宇航研究中心（ＯＮＥＲＡ）材料体系与复合材料研究所Ａｌａｉｎ Ｖａｓｓｅｌ博士来西北有色金属研究院（ＮＩＮ）进行工作访问,期间作了有关航空用钛合金和钛基复合材料的报告。 报告介绍了目前法国航空用钛合金研究的最新进展以及常规钛合金的开发利用。其中钛合金的最新研究领域包括ＴｉＡｌ金属间化合物和钛基复合材料的研究。ＴｉＡｌ金属间化合物具有较低的密度、较高的弹性模量、较高的高温应用能力和抗氧化性能。复合材料包括纤维增强钛基复合材料和颗粒增强钛基复合材料两部分,法国宇航研…     

高阻尼AA6061/SiCp/石墨复合材料的制备与性能

介绍采用粉末冶金法制备ＡＡ６０６１／ＳｉＣｐ／石墨混杂金属基复合材料的工艺过程,并对复合材料的力学和阻尼性能进行了初步探讨。粉末冶金法制备的ＡＡ６０６１／ＳｉＣｐ／石墨混杂金属基复合材料中增强增阻颗粒分布均匀,其体积分数可精确控制,加之制备温度低,可避免有害的界面反应。ＳｉＣ颗粒作为增强剂能够增加复合材料的刚度和强度,而石墨颗粒为增阻剂可以提高复合材料的阻尼特性。试验结果表明,能够应用粉末冶金法制     

熔铸-原位反应喷射成形金属基复合材料制备新技术

研究开发了一种喷射成形金属基复合材料制备新技术———熔铸－ 原位反应喷射成形技术。该技术的突出优点是： 解决了颗粒损失和颗粒在合金基体中分布不均匀的问题; 合金的熔炼、颗粒的生成以及喷射成形金属基复合材料的制备同步进行, 明显缩短了复合材料的制备工艺流程, 降低了材料的制备成本。利用该技术制备了３ ％ ＴｉＣ／Ａｌ 复合材料。研究表明, ＴｉＣ 颗粒在铝基体中分布均匀, 制备的３ ％ ＴｉＣ／Ａｌ 复合材料组织致密     

金属基复合材料

金属基复合材料在汽车发动机和宇宙飞船等方面的实用化 ,关键在于开发能耐苛刻工作环境要求的材料。采用特殊方法制作的Ａｌ2 Ｏ3之类氧化物纤维与Ｎｉ Ａｌ系金属间化合物或镍基高温合金复合化 ,获得了高温强度特性优越的金属基复合材料。当前已开发成功了一系列制取这类材料的新工艺 ,利用燃烧反应热实现的复合工艺。例如为了在铝与难被铝熔液浸润的ＳｉＣ颗粒之间实现自发浸渗而复合 ,在ＳｉＣ粉末中预先添加钛粉和Ｂ4 Ｃ粉通过其反应热而改善其润湿性 ,同时所生成的反应生成物还可起到强化剂的功能。基于同样的原理 ,通过气压浸渗法使镁…     

高温用复合材料

航空、宇宙和汽车工业对轻质高强度材料的需求日益增长,促进了复合材料的发展。作为高温下使用的复合材料,主要有金属基复合材料(ＭＭＣ)和陶瓷强化的金属间化合物基复合材料。在ＭＭＣ之中钛系具有优异的高温特性,钛比铝的熔点高得多(Ｔｉ:1933Ｋ,Ａｌ:933Ｋ),所以不能利...     

Al2O3p/6061Al复合材料焊接工艺参数的优化及接头组织

通过与基体铝合金的对比试验研究了颗粒增强铝基复合材料Ａｌ２Ｏ３ｐ／６０６１Ａｌ扩散焊各主要工艺参数对接头强度的影响规律,探讨了接头区域微观组织状态对接头强度的影响。结果表明：焊接温度是影响接头强度的主要工艺参数,接头区域存在氧化物及增强相偏聚等缺陷,是造成该种材料焊接性差的主要原因,在此基础上成功实现了颗粒增强铝基复合材料Ａｌ２Ｏ３ｐ／６０６１Ａｌ的扩散连接。     

Al_2O_（3（p））／Al－4％Mg复含材料铸件中颗粒分布的计算机模拟

提出了以基体晶粒与增强颗粒的直径之比作为颗粒增强金属基复合材料中颗粒分布均匀性的定量描述方法，以此为依据，模拟了Ａｌ２Ｏ３（ｐ）／Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料铸件中的颗粒分布。结果表明，颗粒分布的均匀性随冷却速度、颗粒直径的增大而提高；试验结果与模拟结果吻合良好。     

Al_2O_3p/ZQSn6-6-3复合材料及其摩擦磨损特性

利用化学镀技术对增强颗粒Ａｌ２Ｏ３进行表面包覆Ｎｉ或Ｃｕ,用粉末冶金法制取Ａｌ２Ｏ３ｐ／ＺＱＳｎ６６３复合材料,研究了烧结工艺、颗粒体积分数、颗粒度、颗粒表面包覆Ｎｉ和Ｃｕ对复合材料性能的影响规律,综合评述了该材料的磨擦磨损行为。结果表明,化学镀Ｎｉ和Ｃｕ包覆Ａｌ２Ｏ３颗粒工艺能够有效地提高颗粒增强复合材料的耐磨性能。