金屬基復(fù)合材料研究進(jìn)展

金屬基復(fù)合材料研究進(jìn)展

1金屬基復(fù)合材料隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展，材料的性能要求不斷提出，高材料的強(qiáng)度、高材料的剛度、高材料的耐候性、耐候性、耐腐蝕性和抗勞性的出現(xiàn)極大地解決了材料目前面臨的問題，促進(jìn)了材料的進(jìn)展。復(fù)合材料(CompositeMaterials)是為達(dá)到預(yù)期的使用特性將不同性質(zhì)的兩種或兩種以上材料結(jié)合為一體而設(shè)計(jì)制造的新材料.金屬基復(fù)合材料(MMCs即Metalmatrixcomposites)是以金屬、合金或金屬間化合物為基體,含有增強(qiáng)成分的復(fù)合材料.其目標(biāo)是解決航空、航天、電子、汽車、先進(jìn)武器系統(tǒng)等高技術(shù)領(lǐng)域提高用材強(qiáng)度、彈性模量和減輕重量的需要,它在60年代末才有了較快的發(fā)展,是復(fù)合材料一個新的分支.目前尚遠(yuǎn)不如高聚物復(fù)合材料那樣成熟,但由于金屬基復(fù)合材料比高聚物基復(fù)合材料耐溫性有所提高,同時具有彈性模量高、韌性與耐沖擊性好、對溫度改變的敏感性很小、較高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性以及無高分子復(fù)合材料常見的老化現(xiàn)象等特點(diǎn),成為用于宇航、航空等尖端科技的理想結(jié)構(gòu)材料.金屬基復(fù)合材料集高比模量、高比強(qiáng)度、良好的導(dǎo)熱導(dǎo)電性、可控的熱膨脹系數(shù)以及良好的高溫性能于一體,成為當(dāng)代發(fā)展迅速的重要先進(jìn)材料之一.2顆粒型鋼mmcsMMCs按基體不同可分為黑色金屬基(如鋼、鐵)和有色金屬基(如鋁、鎂、鈦、鎳等)兩大類.按照增強(qiáng)相的形態(tài)不同又可分為分散強(qiáng)化型、顆粒增強(qiáng)型和纖維增強(qiáng)型三大類.分散強(qiáng)化型MMCs強(qiáng)化相的平均尺寸小于0.1μm,強(qiáng)化相的容積比Vf只有千分之幾,通過強(qiáng)化相阻止基體中位錯運(yùn)動而強(qiáng)化基體.顆粒增強(qiáng)型MMCs顆粒平均尺寸在1μm以上,Vf最大可達(dá)90%,靠顆粒自身強(qiáng)度強(qiáng)化,基體作用是把顆粒組合在一起.纖維增強(qiáng)型MMCs是利用纖維(或金屬細(xì)線)的極高強(qiáng)度來增強(qiáng)金屬,纖維可以是長纖維,也可以是短纖維或者是晶須,纖維直徑從3μm到150μm(晶須直徑小于1μm),長度與直徑比在100以上.目前,MMCs中的增強(qiáng)相已有多種,重要的有氧化鋁纖維、硼纖維、石墨(碳)纖維、SiC纖維、SiC晶須;顆粒型的有SiC、碳化硼、圖化鈦等;絲狀的有鎢、鈹、硼、鋼等.3金屬基復(fù)合材料的性能特點(diǎn)金屬基復(fù)合材料的性能取決于所選金屬或合金基體和增強(qiáng)物的特性、含量、分布等.通過優(yōu)化組合可以獲得既具有金屬特性,又具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐熱、耐磨等優(yōu)良綜合性能的復(fù)合材料.金屬基復(fù)合材料有以下性能特點(diǎn).3.1復(fù)合材料的材料比強(qiáng)度和比模量在金屬基體中加入適量高比強(qiáng)度、高比模量、低密度的纖維、晶須、顆粒等增強(qiáng)物,能明顯提高復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比模量.密度只有1.85g/cm3的碳纖維的最高強(qiáng)度可達(dá)到7000MPa,比鋁合金強(qiáng)度高出10倍以上,石墨纖維的最高模量可達(dá)91GPa.加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~50%高性能纖維作為復(fù)合材料的主要承載體,復(fù)合材料的比強(qiáng)度、比模量成倍地高于基體合金或金屬的比強(qiáng)度和比模量.3.2導(dǎo)電材料的合成金屬基復(fù)合材料中金屬基體一般占有60%以上的體積分?jǐn)?shù),因此仍保持金屬所具有的良好導(dǎo)熱和導(dǎo)電性.金屬基復(fù)合材料采用高導(dǎo)熱性的增強(qiáng)物可以進(jìn)一步提高導(dǎo)熱性能,使熱導(dǎo)率比純金屬基體還高.良好的導(dǎo)熱性可有效地傳熱散熱,減少構(gòu)件受熱后產(chǎn)生的溫度梯度.現(xiàn)已研究成功的超高模量石墨纖維、金剛石纖維、金剛石顆粒增強(qiáng)鋁基和銅基復(fù)合材料的導(dǎo)熱率比純鋁和鋼還高,用它們制成的集成電路底板和封裝件可有效迅速地把熱量散去,提高集成電路的可靠性.良好的導(dǎo)電性可以防止飛行器構(gòu)件產(chǎn)生靜電聚集.3.3增強(qiáng)物含量對材料熱膨脹性的影響金屬基復(fù)合材料中所用的增強(qiáng)物碳纖維、碳化硅纖維、晶須、顆粒、硼纖維等既具有很小的熱膨脹系數(shù),又具有很高的模量.加入相當(dāng)含量的增強(qiáng)物不僅可以大幅度地提高材料的強(qiáng)度和模量,也可以使其熱膨脹系數(shù)明顯下降,并可通過調(diào)整增強(qiáng)物的含量獲得不同的熱膨脹系數(shù),以滿足各種工作情況的要求.3.4復(fù)合材料基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料具有比金屬基體更好的高溫性能,特別是連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬.在復(fù)合材料中纖維起著主要承載作用,纖維強(qiáng)度在高溫下基本不降,纖維增強(qiáng)金屬的高溫性能可保持到接近金屬熔點(diǎn).金屬基復(fù)合材料被選用在發(fā)動機(jī)等高溫零部件上,可大幅度地提高發(fā)動機(jī)的性能和效率.3.5復(fù)合材料的制備金屬基復(fù)合材料,尤其是陶瓷纖維、晶須、顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料具有很幻的耐磨性.在基體金屬中加入了大量硬度高、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定的陶瓷增強(qiáng)物,特別是細(xì)小的陶瓷顆粒,不僅提高了材料的強(qiáng)度和剛度,也提高了復(fù)合材料的硬度和耐磨性.高耐磨的SiC/A1復(fù)合材料用于汽車發(fā)動機(jī)、剎車盤、活塞等重要零件,明顯地提高零件的性能和壽命.3.6金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料的疲勞性能和斷裂韌性取決于纖維等增強(qiáng)物與金屬基體的界面結(jié)合狀態(tài)、增強(qiáng)物在金屬基體中的分布、金屬和增強(qiáng)物本身的特性等,特別是界面狀態(tài),最佳的界面結(jié)合狀態(tài)既可有效地傳遞載荷,又能阻止裂紋的擴(kuò)展,提高材料的斷裂韌性.3.7不吸收、不老化、氣密性好金屬基復(fù)合材料性質(zhì)穩(wěn)定,組織致密,不存在料化、分解、吸潮等問題,也不會發(fā)生性能的自然退化.4金屬基復(fù)合材料的制備方法金屬基復(fù)合材料制備科學(xué)的研究與發(fā)展是決定其迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問題.研究開發(fā)有效而實(shí)用的制備方法一直是金屬基復(fù)合材料的重要問題之一.常用的制備方法有以下4種:擴(kuò)散粘結(jié)法、鑄造法、疊層復(fù)合法和原位復(fù)合法.4.1金屬復(fù)合絲的制備對于顆粒、晶須等增強(qiáng)體可采用成熟的粉末冶金法,即把增強(qiáng)體與金屬粉末混合后冷壓或熱壓燒結(jié),也可以用熱等靜壓的工藝;對于連續(xù)增強(qiáng)體則較復(fù)雜,需先將纖維進(jìn)行表面涂層以改善它與金屬的潤濕性并起到阻礙與金屬反應(yīng)的作用,再浸入液態(tài)金屬制成復(fù)合絲,然后再把復(fù)合絲排列并夾人金屬薄片后熱壓燒結(jié);對于難熔金屬則用等離子噴涂法把金屬噴射在纖維已排好的框架上制成復(fù)合片,再把這些片材層疊熱壓或熱等靜壓成型.這類方法成本高,工藝及裝備復(fù)雜,但制品質(zhì)量好.4.2鑄造法制備金屬基復(fù)合材料鑄造法主要有熔體攪拌鑄造法、液相浸滲法和共噴射沉積法等.用鑄造法制備金屬基復(fù)合材料,工藝比較簡單,制品質(zhì)量也較好,所以受到普遍的關(guān)注.4.2.1半固體攪拌法熔體攪拌鑄造法是一種簡單常用的方法,分液態(tài)和半固態(tài)攪拌法兩種.液態(tài)攪拌法是將固態(tài)顆粒逐步混合于處在機(jī)械攪拌下的液態(tài)金屬中;而半固態(tài)攪拌法是利用含有一定固相的半固態(tài)熔體在高速切應(yīng)力作用下的流變行為使之粘度降低,顆粒逐步加入后,熔體中的固相可以起到阻止顆粒上浮和下沉的作用,這種方法也稱復(fù)合鑄造法(Compocasting).這類方法的設(shè)備與工藝相對簡單,同時可以制成鑄錠,用常規(guī)二次加工方法制成工件或型材,但是制件中容易形成氣孔、夾雜、增強(qiáng)體分布不均勻等現(xiàn)象而影響質(zhì)量.4.2.2壓壓法擠壓法液相浸滲法中有擠壓法(Squeezecasting)和真空一壓力浸滲法(Vacum-pressureinfiltration).這兩種方法均需要把增強(qiáng)體制成預(yù)制件(Preform).擠壓法將預(yù)制件放入模具預(yù)熱后,將金屬熔體傾入,同時壓下壓頭,使其在壓力下浸滲,熔體凝固后即可脫模.這種方法工藝簡單,但預(yù)制件中的氣體不易在凝固前排出而造成氣孔與疏松,同時預(yù)制件也易發(fā)生變形和偏移.因此,在此基礎(chǔ)上又發(fā)展了真空一壓力浸滲法,即將預(yù)制件放入位于承壓容器的模具內(nèi),先抽真空,排出預(yù)制件內(nèi)的氣體,再用氣壓把金屬熔體由通道壓入模具內(nèi),使之浸滲預(yù)制件,等其冷凝后取出.這種方法雖然需要專用設(shè)備,但是制件質(zhì)量好.4.2.3微膠囊法增強(qiáng)體共噴射沉積法(Co-spray)是一種新復(fù)合方法.它是用惰性氣體將液體金屬霧化成微小的液滴,并使之向一定方向噴射,在噴射途中與另一路由惰性氣體送出的增強(qiáng)體微細(xì)顆粒會合,共同噴射沉積在有水冷襯底的平臺上,凝固成復(fù)合材料.這是一個較復(fù)雜的過程,與金屬的霧化情況、沉積凝固條件和增強(qiáng)體的送入角度等有關(guān),過早的凝固則不能復(fù)合,而過遲的凝固則使增強(qiáng)體發(fā)生上浮下沉而分布不勻.這種方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝快速,金屬的大范圍偏析和晶粒粗化可以得到抑制,避免復(fù)合材料發(fā)生界面反應(yīng),增強(qiáng)體分布均勻;缺點(diǎn)是出現(xiàn)原材料被氣流帶走和沉積在設(shè)備器壁上等現(xiàn)象而損失較大,還有復(fù)合材料氣孔率高以及容易出現(xiàn)疏松.4.3金屬基復(fù)合材料這種方法是先將不同金屬板用擴(kuò)散結(jié)合方法復(fù)合,然后來用離子濺射或分子束外延方法交替地將不同金屬或金屬與陶瓷薄層疊合在一起構(gòu)成金屬基復(fù)合材料.這種復(fù)合材料性能很好,但工藝復(fù)雜難以實(shí)用化.目前這種材料的應(yīng)用尚不廣泛,過去主要少量應(yīng)用或試用于航空、航天及其它軍用設(shè)備上,現(xiàn)在正努力向民用方向轉(zhuǎn)移,特別是在汽車工業(yè)上有很好的發(fā)展前景.4.4采用微膠囊的微膠囊化方法金屬基復(fù)合材料的原位復(fù)合工藝基本上能克服其它工藝中常出現(xiàn)的一系列問題,如基體與增強(qiáng)體浸潤不良、界面反應(yīng)產(chǎn)生脆性、增強(qiáng)體分布不均勻、對微小的(亞微米和納米級)增強(qiáng)體極難進(jìn)行復(fù)合等.它作為一種具有突破性的新工藝方法而受到普遍的重視,其中包括直接氧化法、自蔓延法和原位共晶生長法等.4.4.1添加0.4%氧化鎂為復(fù)合體系直接氧化法(DIMONTM)是由氧化性氣體在一定工藝條件下使金屬合金液直接氧化形成復(fù)合材料.通常直接氧化法的溫度比較高,達(dá)到1600K,添加適量的合金元素如Mg、Si等,可使反應(yīng)速度加快.這類復(fù)合材料的強(qiáng)度、韌性取決于形成粒子的狀態(tài)和最終顯微組織.由于形成的增強(qiáng)體可以通過合金化及其反應(yīng)熱力學(xué)進(jìn)行判斷,因此可以通過合金化、爐內(nèi)氣氛的控制來制得不同類型增強(qiáng)體的復(fù)合材料.4.4.2金屬間化合物的增強(qiáng)自蔓延法(XDTM)是利用金屬一金屬之間或金屬-化合物之間發(fā)生的放熱反應(yīng)在金屬熔體中原位產(chǎn)生新的所希望獲得的金屬間化合物或陶瓷增強(qiáng)相,從而形成復(fù)合材料.4.4.3固-液界面導(dǎo)向的固-液界面法原位共晶生長法是共晶合金進(jìn)行單向凝固時,通過合理控制固-液界面前沿液相一側(cè)的溫度梯度、固液界面的推移速度以及合金成分,使固-液界面以平面的方式向前推移并生長,以形成復(fù)合材料組織.該法制備簡單,可實(shí)現(xiàn)近終成形,制備成本很低(接近于普通的合金材料),因而該法有可能轉(zhuǎn)化為大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的工藝.所存在的問題是初生相的分布及形貌對基體有影響.5金屬基材料的科學(xué)研究和應(yīng)用5.1汽車工業(yè)使用復(fù)合材料汽車的輕量化、降低油耗和排放以及提高性能以保證安全是汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向.為了降低油耗量,除改進(jìn)汽車的設(shè)計(jì)、研制省油的發(fā)動機(jī)外,汽車車體的輕量化對于省油具有十分有效的作用.一般汽車每減輕1kg的重量,1L汽油可使汽車多行駛1.1m.汽車輕量化不僅能降低油耗,還能減少輪胎磨損,延長汽車使用壽命.美國在汽車工業(yè)大量使用復(fù)合材料,如1981年用在小轎車上為10萬t,1987年達(dá)18萬t;1982年,載重汽車使用復(fù)合材料3.4萬t,1987年達(dá)5.4萬t.美國研制的全塑復(fù)合材料結(jié)構(gòu)汽車與鋼結(jié)構(gòu)相比,每輛汽車重量減輕570kg,可節(jié)約燃油耗25%.降低油耗的主要方法就是降低車重,由于MMCs高的比強(qiáng)度、比模量、良好的耐磨性和熱強(qiáng)性以及低的線膨脹系數(shù),可望在汽車工業(yè)中起到提高效率、延長壽命、增強(qiáng)安全性和凈化環(huán)境等重要作用.從汽車工業(yè)的成本考慮;金屬基復(fù)合材科以采用非連續(xù)纖維或短纖維、晶須、顆粒加強(qiáng)為好.5.1.1復(fù)合材料的生產(chǎn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)活塞由于在高溫高壓下工作,服役條件十分惡劣,隨著發(fā)動機(jī)功率的提高和活塞工作壽命的延長,普通的鋁合金活塞難以滿足要求.現(xiàn)在通常采用鑲奧氏體鑄鐵環(huán)的方法來提高活塞環(huán)槽部位的耐磨性.復(fù)合材料與基體合金相比,其高溫強(qiáng)度和抗熱疲勞性能明顯提高,并具有較低的線膨脹系數(shù),這些性能對提高活塞使用壽命、降低油耗和廢氣排放量;提高發(fā)動機(jī)功率具有極其重要的意義.隨著復(fù)合材料制備技術(shù)的發(fā)展及性能的不斷提高,用陶瓷纖維(包括短纖維和晶須)增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料代替奧氏體鑄鐵環(huán)具有更突出的優(yōu)點(diǎn).鋁基復(fù)合材料的耐磨性已達(dá)到使用的最好材料Ni-resist鑄鐵的水平,而制成活塞和活塞環(huán)后重量大大減輕,這對提高發(fā)動機(jī)功率十分有利.日本豐田汽車公司從1983年開始生產(chǎn)這種活塞,現(xiàn)已商業(yè)化大量生產(chǎn),1988年的產(chǎn)量為240萬件.日本和西歐諸國也正致力于發(fā)展各種類型的鋁基復(fù)合材料.日本的豐田汽車公司是最早用浸滲法制造陶瓷短纖維局部增強(qiáng)鋁活塞獲得成功的,年產(chǎn)量已在10萬只以上.這種方法是預(yù)先把增強(qiáng)物用適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑粘結(jié),做成預(yù)制件,放入壓型,澆入鋁熔液后立即加壓,使鋁液滲入預(yù)制件的間隙,這樣在凝固后就得到所要求的鋁基復(fù)合材料.1983年日本豐田汽車公司用這種方法制成鋁基復(fù)合材料局部增強(qiáng)活塞.汽車采用MMCs材料最先是為了改進(jìn)發(fā)動機(jī)活塞的強(qiáng)度和耐磨性.日本工藝金屬公司用短纖維增強(qiáng)活塞頂部環(huán)槽,每月生產(chǎn)10萬只活塞.1983年豐田汽車公司用陶瓷纖維增強(qiáng)通過壓力鑄造生產(chǎn)活塞,表現(xiàn)出更高的耐磨性和抗咬合能力.碳化硅顆?；蚓ы氃鰪?qiáng)鋁也正在試用制造汽車發(fā)動機(jī)活塞,由于它的耐熱性、耐磨性和強(qiáng)度均佳,所以在活塞頭部局部采用復(fù)合材料制造的柴油機(jī)活塞有廣闊前景.5.1.2連續(xù)纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料缸套汽車材料的開發(fā)以及增加汽車零件國產(chǎn)化率對于提高轎車工業(yè)發(fā)展水平具有特別重要的意義.70年代由國際鎳公司研制石墨鋁基復(fù)合材料用以代替鑄鐵缸套,提高了耐磨性、抗咬合性、自潤滑性和功率,降低了線膨脹系數(shù)和油耗,改善了導(dǎo)熱性.本田公司批量生產(chǎn)碳短纖維增強(qiáng)的鋁合金缸套,減輕了重量,改善了冷卻特性,減小了發(fā)動機(jī)尺寸.用本田公司開發(fā)的連續(xù)纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料缸套取代鑄鐵缸套,不但達(dá)到減重的目的.而且能夠減小氣缸的變形,提高氣缸和活塞的耐磨性.這種缸套在汽油機(jī)缸體中已大量使用,目前正在開發(fā)鋁基復(fù)合材料制造的柴油機(jī)缸體.另一個很有名的MMCs應(yīng)用實(shí)例是本田公司在發(fā)動機(jī)缸體的缸套采用FRM取代傳統(tǒng)的鑄鐵缸套,采用從Al2O3與C纖維的混合物作為增強(qiáng)物,在鋁合金缸體的內(nèi)表層形成2mm厚的FRM層,其中含纖維體積為12%~15%.5.1.3增強(qiáng)鋁鋰材料基復(fù)合鑄造透射電導(dǎo)能產(chǎn)業(yè)鏈目前,主要汽車廠都在考慮變換連桿材料以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連桿.本田公司用壓鑄工藝批量生產(chǎn)不銹鋼纖維增強(qiáng)的鋁合金復(fù)合材料連桿.美國杜邦公司和克萊斯勒汽車廠合作開發(fā)出剛玉纖維增強(qiáng)鋁鋰合金基復(fù)合鑄造的汽車連桿,其重量輕、強(qiáng)度好.抗拉強(qiáng)度達(dá)560MPa,而膨脹系數(shù)小,這對提高發(fā)動機(jī)效率是極為有利的,其剛度、強(qiáng)度和疲勞極限都能滿足高性能汽車的材質(zhì)要求.克萊斯勒公司透露,MMCs連桿在四缸發(fā)動機(jī)中服役已超過1×107次循環(huán),該連桿由鋁基復(fù)合材料制造.本田研究開發(fā)中心開發(fā)了一種不銹鋼加強(qiáng)的鐵合金連桿,重量減輕30%,應(yīng)用在家庭小汽車上,提高了發(fā)動機(jī)功率和燃料經(jīng)濟(jì)性能.5.1.4金屬元素和鋁合金金屬基復(fù)合材料制動鼓傳統(tǒng)用鑄鐵制造,由于鑄鐵比重大、導(dǎo)熱性差,很早有人想用鋁合金代替,但由于耐磨性達(dá)不到要求而沒有成功.用碳化硅顆粒增強(qiáng)的鋁合金金屬基復(fù)合材料可以解決這個問題,重量比鑄鐵輕50%~60%,使慣性力、油耗和噪音都得到下降,磨損少而導(dǎo)熱性比鑄鐵提高5~7倍.5.1.5大旅游車復(fù)合材料的應(yīng)用用20%Al2O3顆粒增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料代替鋼制造傳動軸,比模量提高35%,動態(tài)穩(wěn)定性也增加了,90年代后期大量應(yīng)用于卡車和大旅游車.5.1.6自潤滑軸承材料石墨/鋁復(fù)合與巴氏合金摩擦因數(shù)相當(dāng),而制作部件后重量可減少1/2,從而可節(jié)省許多金屬,所以它是軸瓦的換代材料.碳鋼復(fù)合材料同樣可以作為自潤滑軸承材料;鋁/石墨復(fù)合材科目前也有較多的研究,在中等載荷及潤滑條件下可代替銅基及錫基合金.5.1.7復(fù)合材料復(fù)合材料在車載汽車上的應(yīng)用1984年,碳纖維復(fù)合材料已用于制造賽車的主動軸、彈簧、發(fā)動機(jī)蓋、離合器摩擦片、支架推桿、制動盤及其軸承、門框和保險杠支撐等.復(fù)合材料在高性能轎車車身方面的應(yīng)用也有所研究,1984年奧迪公司生產(chǎn)了200多輛的Sports-Quattro汽車,幾乎所有的車身零件都使用復(fù)合材料層壓板.Polimotor公司已用石墨纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料制造了連桿、推桿、機(jī)體、活塞等汽車零件.Yamaha公司采用快速凝固的Al粉與SiC顆粒混合,用粉末冶金法作摩托車發(fā)動機(jī)部件等.5.2材料和吸波材料復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度和比模量,同時又具有近于零的熱膨脹系數(shù)和良好的尺寸穩(wěn)定性,已成功地用于人造衛(wèi)星支架、L頻帶平面天線、空間望遠(yuǎn)鏡和照相機(jī)波導(dǎo)和鏡筒、紅外反射鏡、人造衛(wèi)星拋物面天線等.在航空工業(yè)方面,NASA的LEWIS研究中心正在開發(fā)用金屬基復(fù)合材料制造航空用先進(jìn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī).美國DWA特種復(fù)合材料公司用25%SiCp/6061Al復(fù)合材料代替7075A1制造航空結(jié)構(gòu)導(dǎo)槽、角材.某些新型教練機(jī)復(fù)合材料占25%~40%、新型戰(zhàn)斗機(jī)的復(fù)合材料占40%~50%、新設(shè)計(jì)與制造的垂直起落戰(zhàn)斗機(jī)則選用60%~65%的復(fù)合材料.軍用飛機(jī)由于大量采用復(fù)合材料可減輕重量35%以上.重量更輕、剛度更好的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料用于航天飛行器;福在克飛機(jī)公司用它成功地制造了F-27型飛機(jī)的下機(jī)翼蒙皮,比使用7076-T6鋁合金減重25%.吸收雷達(dá)波材料用于制造飛機(jī)、艦艇和導(dǎo)彈.既具備高的強(qiáng)度和剛度,又能吸收電磁波,這種結(jié)構(gòu)及隱身多功能材料的設(shè)計(jì)制造如下.1)采用由鐵氧體粉末、羰(碳氧)基鐵粉、鐵粉、鎳粉、碳黑、石墨、碳化硅等組成復(fù)合吸波劑;2)提高吸波劑的細(xì)度,采用超微細(xì)粉末配制吸波涂料;3)對吸波涂層進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì).5.3sicp增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料在慣性導(dǎo)航器件中的應(yīng)用NbC彌散強(qiáng)化鈾基復(fù)合材料的導(dǎo)電率達(dá)到85%IACS,是制作電刷的理想材料,而且可以在大電流和高溫下正常工作.利用SiCp增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料替代鈹合金制造慣性導(dǎo)航器件.在光學(xué)儀器方面,美國亞利桑那大學(xué)研制了一種超輕型空間望遠(yuǎn)鏡,采用SiCp增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制造支承和副鏡,不僅大大減輕了重量,通過控制SiC的含量還可使復(fù)合材料的膨脹系數(shù)與反航涂層相匹配,并在很大的溫度范圍內(nèi)均能保證理想的尺寸穩(wěn)