金屬基復(fù)合材料(MMC)制備工藝課件

金屬基復(fù)合材料(mmc)制備工藝課件目錄CONTENTS金屬基復(fù)合材料(mmc)概述mmc的制備工藝粉末冶金法制備mmc鑄造法制備mmc噴射沉積法制備mmc其他制備工藝介紹01金屬基復(fù)合材料(mmc)概述金屬基復(fù)合材料(MMC)是一種由兩種或兩種以上材料組成的新型材料，其中一種是金屬或合金，作為基體，其他材料作為增強(qiáng)體。根據(jù)增強(qiáng)體的不同，金屬基復(fù)合材料可分為顆粒增強(qiáng)、纖維增強(qiáng)和晶須增強(qiáng)等類(lèi)型。定義與分類(lèi)分類(lèi)定義高強(qiáng)度、高剛性、耐磨、耐高溫、低膨脹系數(shù)等。特點(diǎn)在汽車(chē)、航空航天、電子、體育器材等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，如發(fā)動(dòng)機(jī)部件、飛機(jī)機(jī)身、電子產(chǎn)品外殼等。應(yīng)用mmc的特點(diǎn)和應(yīng)用20世紀(jì)50年代，人們開(kāi)始探索金屬基復(fù)合材料的研究。起步階段發(fā)展階段成熟階段20世紀(jì)70年代，隨著制造技術(shù)和材料科學(xué)的進(jìn)步，金屬基復(fù)合材料逐漸進(jìn)入實(shí)用階段。21世紀(jì)初，金屬基復(fù)合材料在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)逐漸成熟。030201mmc的發(fā)展歷程02mmc的制備工藝

粉末冶金法粉末冶金法是一種制備金屬基復(fù)合材料的有效方法，通過(guò)將增強(qiáng)體和金屬粉末混合，經(jīng)過(guò)壓制和燒結(jié)，得到金屬基復(fù)合材料。粉末冶金法的優(yōu)點(diǎn)是制備工藝簡(jiǎn)單，適用于大規(guī)模生產(chǎn)，可以制備出高致密、高性能的金屬基復(fù)合材料。粉末冶金法的缺點(diǎn)是需要使用大量的金屬粉末，成本較高，且增強(qiáng)體在混合和壓制過(guò)程中容易發(fā)生團(tuán)聚和偏析。鑄造復(fù)合法是一種通過(guò)鑄造工藝制備金屬基復(fù)合材料的方法，將增強(qiáng)體加入到熔融的金屬中，通過(guò)冷卻凝固，得到金屬基復(fù)合材料。鑄造復(fù)合法的優(yōu)點(diǎn)是制備工藝簡(jiǎn)單，適用于大規(guī)模生產(chǎn)，可以制備出形狀復(fù)雜的金屬基復(fù)合材料。鑄造復(fù)合法的缺點(diǎn)是增強(qiáng)體在熔融金屬中容易發(fā)生上浮和下沉，導(dǎo)致復(fù)合材料中增強(qiáng)體的分布不均勻。鑄造復(fù)合法噴射沉積法的優(yōu)點(diǎn)是可以制備出高性能、高致密的金屬基復(fù)合材料，且增強(qiáng)體的分布較為均勻。噴射沉積法的缺點(diǎn)是制備工藝較為復(fù)雜，成本較高，且增強(qiáng)體在噴射過(guò)程中容易受到損傷。噴射沉積法是一種通過(guò)將熔融的金屬和增強(qiáng)體噴射到基體上，形成金屬基復(fù)合材料的方法。噴射沉積法機(jī)械合金化法是一種通過(guò)高能球磨將增強(qiáng)體和金屬粉末混合，通過(guò)機(jī)械合金化作用，制備出金屬基復(fù)合材料的方法。機(jī)械合金化法的優(yōu)點(diǎn)是可以制備出高性能、高致密的金屬基復(fù)合材料，且增強(qiáng)體的分布較為均勻。機(jī)械合金化法的缺點(diǎn)是制備工藝較為復(fù)雜，成本較高，且增強(qiáng)體在球磨過(guò)程中容易受到損傷。機(jī)械合金化法擴(kuò)散焊接法是一種通過(guò)將增強(qiáng)體和金屬板材進(jìn)行擴(kuò)散焊接，制備出金屬基復(fù)合材料的方法。擴(kuò)散焊接法的優(yōu)點(diǎn)是可以制備出高性能、高致密的金屬基復(fù)合材料，且增強(qiáng)體的分布較為均勻。擴(kuò)散焊接法的缺點(diǎn)是制備工藝較為復(fù)雜，成本較高，且增強(qiáng)體在擴(kuò)散焊接過(guò)程中容易受到損傷。擴(kuò)散焊接法03粉末冶金法制備mmc010204粉末的制備粉末的制備是粉末冶金法的第一步，也是關(guān)鍵的一步。粉末的制備方法主要有物理法和化學(xué)法兩大類(lèi)。物理法包括霧化法、還原法、機(jī)械粉碎法等?；瘜W(xué)法包括沉淀法、溶膠-凝膠法、微乳液法等。03粉末的混合與分散是制備金屬基復(fù)合材料的重要環(huán)節(jié)。為了獲得均勻分布的增強(qiáng)相，需要采用合適的分散劑和分散工藝。常用的分散劑包括表面活性劑、偶聯(lián)劑、高分子聚合物等。分散工藝可以采用球磨、超聲波振動(dòng)、攪拌等方式。01020304粉末的混合與分散壓制是將混合分散后的粉末壓制成一定形狀和尺寸的預(yù)制件。燒結(jié)是使預(yù)制件在高溫下致密化的過(guò)程，通過(guò)物質(zhì)遷移和組織轉(zhuǎn)變來(lái)實(shí)現(xiàn)。壓制工藝參數(shù)對(duì)預(yù)制件的密度和強(qiáng)度有重要影響，如壓力、壓制方式、模具設(shè)計(jì)等。燒結(jié)工藝參數(shù)如溫度、時(shí)間、氣氛等對(duì)復(fù)合材料的性能有顯著影響。壓制與燒結(jié)04鑄造法制備mmc鑄造復(fù)合法是一種通過(guò)將增強(qiáng)相材料與金屬熔體混合，然后進(jìn)行鑄造凝固的方法。在鑄造過(guò)程中，增強(qiáng)相與基體金屬相互滲透、擴(kuò)散，形成復(fù)合材料。鑄造復(fù)合法可以制備出具有優(yōu)異性能的金屬基復(fù)合材料，如高強(qiáng)度、高耐磨性、高耐熱性等。鑄造復(fù)合法的原理混合熔融將增強(qiáng)相分散后的金屬熔體進(jìn)行混合熔融，使增強(qiáng)相與基體金屬充分接觸和混合。增強(qiáng)相制備根據(jù)需要選擇合適的增強(qiáng)相材料，如碳纖維、陶瓷顆粒等，并進(jìn)行預(yù)處理。增強(qiáng)相分散將增強(qiáng)相材料分散在金屬熔體中，確保均勻分布。澆注成型將混合熔融后的金屬熔體澆注入模具中，進(jìn)行冷卻凝固。后處理對(duì)制備好的復(fù)合材料進(jìn)行熱處理、機(jī)加工等后處理操作，以提高性能和滿(mǎn)足使用要求。鑄造復(fù)合法的工藝流程用于制備汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、氣瓶等耐磨、耐熱部件。汽車(chē)工業(yè)用于制備飛機(jī)剎車(chē)片、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等高強(qiáng)度、高耐熱部件。航空航天用于制備高爾夫球桿、滑雪板等輕質(zhì)、高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)器材。體育器材鑄造復(fù)合法的應(yīng)用實(shí)例05噴射沉積法制備mmc噴射沉積法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠制備出具有優(yōu)異性能的復(fù)合材料，同時(shí)避免了傳統(tǒng)制備方法中材料混合不均勻、界面反應(yīng)等問(wèn)題。噴射沉積法是一種制備金屬基復(fù)合材料的方法，其原理是將兩種或多種材料通過(guò)高速?lài)娚淞骰旌?，并在快速凝固條件下形成復(fù)合材料。在噴射沉積過(guò)程中，各種材料的顆?；蛞后w在高速運(yùn)動(dòng)中相互碰撞、混合和分散，形成均勻的復(fù)合材料。噴射沉積法的原理根據(jù)需要，將金屬基體和增強(qiáng)相材料進(jìn)行配料，并通過(guò)攪拌、超聲波振動(dòng)等方式進(jìn)行均勻混合。配料與混合將混合好的材料通過(guò)噴嘴形成高速?lài)娚淞?，噴射流中各種材料的顆?；蛞后w在運(yùn)動(dòng)中相互混合。噴射流形成在噴射流出口處設(shè)置冷卻裝置，使混合好的材料在快速冷卻條件下凝固成復(fù)合材料。快速凝固將制備好的復(fù)合材料收集并進(jìn)行表面處理、熱處理等后處理。收集與處理噴射沉積法的工藝流程利用噴射沉積法制備鋁基復(fù)合材料，可提高鋁材料的強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空航天等領(lǐng)域。鋁基復(fù)合材料通過(guò)噴射沉積法制備鈦基復(fù)合材料，可實(shí)現(xiàn)鈦材料的高強(qiáng)度和輕量化，適用于航空航天、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。鈦基復(fù)合材料利用噴射沉積法制備不銹鋼基復(fù)合材料，可提高不銹鋼的耐磨性和耐腐蝕性，適用于石油、化工等領(lǐng)域。不銹鋼基復(fù)合材料噴射沉積法的應(yīng)用實(shí)例06其他制備工藝介紹VS通過(guò)高能球磨將金屬粉末與增強(qiáng)相混合，在劇烈的機(jī)械力作用下實(shí)現(xiàn)合金化及復(fù)合。詳細(xì)描述機(jī)械合金化法是一種制備金屬基復(fù)合材料的有效方法。在球磨機(jī)中，將金屬粉末與增強(qiáng)相（如碳納米管、陶瓷顆粒等）混合，在高能球磨過(guò)程中，金屬粉末與增強(qiáng)相在劇烈的機(jī)械力作用下發(fā)生合金化及復(fù)合。該方法具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本低、可批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)?？偨Y(jié)詞機(jī)械合金化法總結(jié)詞通過(guò)在高溫和壓力作用下，使金屬基體與增強(qiáng)相之間發(fā)生相互擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合。詳細(xì)描述擴(kuò)散焊接法是一種制備金屬基復(fù)合材料的重要方法。在高溫和壓力作用下，金屬基體與增強(qiáng)相之間發(fā)生相互擴(kuò)散，形成緊密的冶金結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合。該方法的關(guān)鍵是控制擴(kuò)散焊接的溫度、壓力和時(shí)間，以保證復(fù)合材料的性能。擴(kuò)散焊接法具有制備工藝成熟、界面結(jié)合強(qiáng)度高、可加工性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。擴(kuò)散焊接法除了上述兩種方法外，還有化學(xué)沉積法、物理氣相沉積法、熔融浸滲法等方法制備金屬基復(fù)合材料?？偨Y(jié)詞化學(xué)沉積法是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在金屬基體上沉積增強(qiáng)相，