復(fù)合材料-金屬基復(fù)合材料（航空材料）

金屬基復(fù)合材料的種類與一般特性定義以金屬或合金為基體，以纖維、晶須、顆粒等為增強體，采用多種工藝方法制成的復(fù)合材料。2.分類按基體可分為鋁基、鎂基、銅基、鈦基、高溫合金基、金屬間化合物基、難熔金屬基復(fù)合材料；按增強體可分為纖維增強、晶須增強、顆粒增強復(fù)合材料。3.一般特性金屬基復(fù)合材料與一般金屬相比，具有耐高溫、高比強度、高比彈性模量、抗蠕變、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)小和抗磨損等優(yōu)點。與樹脂基復(fù)合材料相比，不僅剪切強度高，對缺口不敏感，而且物理和化學(xué)性能更穩(wěn)定，具有不吸濕、不放氣、不老化、抗原子氧侵蝕、抗核輻射、抗電磁脈沖、抗阻尼、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性好等優(yōu)點。金屬基復(fù)合材料是理想的航天器材料，適合空間環(huán)境使用。在航空器上也有潛在的應(yīng)用前景，是研制高溫結(jié)構(gòu)材料的重要領(lǐng)域。連續(xù)纖維具有更明顯的增強、增模效果，但因性能有各向異性則需要考慮取向設(shè)計。通?？刹捎酶鞣N纖維混雜增強，調(diào)整各向性能；晶須增強復(fù)合材料具有較低的沖擊韌性，制備和加工復(fù)合材料的工藝較復(fù)雜，需認真解決潤濕性和界面反應(yīng)、穩(wěn)定工藝和降低成本等問題。增強體及其典型性能增強體是復(fù)合材料中承受載荷和具有特殊功能的組分。按幾何形狀可分為顆粒狀、纖維狀、片狀、立體結(jié)構(gòu)。按屬性分為無機和有機增強體，其中有天然的和合成的。二維可制成布、氈，三維可制成異形織物預(yù)制體。隨著復(fù)合材料的發(fā)展，增強體的類型、品種、性能不斷改進和創(chuàng)新，可以混雜增強，可以多維編制預(yù)制體等。為使增強體與基體潤濕、結(jié)合適當(dāng)，得到理想的界面組織，增強體表面有時按復(fù)合材料性能要求而進行表面處理，涂覆復(fù)合材料涂層。金屬基復(fù)合材料用顆粒增強體金屬基復(fù)合材料通常選擇具有高彈性模量、高強度、高溫性能好、耐磨、物理和化學(xué)性能與基體金屬匹配的材料作為顆粒增強體。常用的顆粒增強體有SiC、Al2O3，、TiC、TiB、BC、石墨等非金屬顆粒。2.金屬基復(fù)合材料用纖維增強體纖維增強金屬基復(fù)合材料常用的連續(xù)纖維增強劑有Bf(單絲)、Cf(石墨)、SiCf(單絲、束絲)、Al2O3，纖維等。短纖維有Al2O3

、Al2O3-SiO2、BN纖維等。金屬纖維有W、Mo、鋼絲。硼纖維用得最早，碳石墨纖維性能優(yōu)異且產(chǎn)量大、品種多。3．金屬基復(fù)合材料用晶須增強體

晶須是人工控制條件下以單晶形式生長的一種纖維，直徑非常細，缺陷少，原子排列高度有序，強度接近完整晶體理論值，增強復(fù)合材料潛力大，包括金屬、氧化物、碳化物、氮化物、鹵化物等。SiCw是用化學(xué)氣相法制備，已投人工業(yè)生產(chǎn)，SiCw/Al復(fù)合材料已在航空、航天工業(yè)和汽車工業(yè)中得到應(yīng)用。8.2.3金屬基復(fù)合材料制備工藝

金屬基復(fù)合材料的制造程序是增強體經(jīng)預(yù)處理或預(yù)成形后，先與基體材料復(fù)合，再經(jīng)第二次成形和加工制成復(fù)合材料零件。重要的是要使增強纖維材料與基體間在高溫下界面反應(yīng)不引起損傷和具有較強的界面結(jié)合。1．纖維增強金屬基復(fù)合材料制備方法真空壓力浸漬法（圖8-4）液態(tài)金屬浸漬法擠壓鑄造法（圖8-5）熱壓擴散黏結(jié)法（圖8-6，8-7）2.顆粒增強金屬基復(fù)合材料制備方法粉末冶金法鑄造法噴霧共沉積法（圖8-8）3.晶須增強金屬基復(fù)合材料制備方法粉末冶金法壓力鑄造法4.金屬基材料的二次加工技術(shù)

金屬基復(fù)合材料在制成鑄錠、坯、板后，通常采用二次加工成形，制成可應(yīng)用的零件、鍛件、旋壓件、型材等模