《金屬復(fù)合材料》課件

金屬復(fù)合材料什么是金屬復(fù)合材料？金屬復(fù)合材料是一種由兩種或多種材料組成的復(fù)合材料，其中金屬材料作為基體材料，非金屬材料作為增強(qiáng)材料。增強(qiáng)材料可以是纖維、顆粒、薄片等。金屬復(fù)合材料的特點(diǎn)高強(qiáng)度金屬基復(fù)合材料的強(qiáng)度一般高于金屬材料，這是由于增強(qiáng)材料可以有效地提高金屬材料的強(qiáng)度和硬度。高模量金屬基復(fù)合材料的模量一般高于金屬材料，這意味著它們更能抵抗變形。高耐熱性金屬基復(fù)合材料的耐熱性一般高于金屬材料，它們可以在高溫環(huán)境下工作。耐腐蝕性金屬基復(fù)合材料的耐腐蝕性一般高于金屬材料，它們可以抵抗各種腐蝕性環(huán)境的侵蝕。金屬基復(fù)合材料1金屬基復(fù)合材料2增強(qiáng)材料纖維、顆粒、薄片等3基體材料金屬材料金屬基復(fù)合材料的制備方法粉末冶金法將金屬粉末和增強(qiáng)材料粉末混合，壓制成型，然后燒結(jié)。熔融滲透法將熔融的金屬滲入增強(qiáng)材料的孔隙中。擴(kuò)散連接法將金屬和增強(qiáng)材料在高溫下相互擴(kuò)散，形成復(fù)合材料。層壓法將金屬片和增強(qiáng)材料片層壓在一起，然后進(jìn)行熱處理。金屬基復(fù)合材料的性能性能數(shù)值強(qiáng)度1000-2000MPa模量200-300GPa耐熱性600-1000℃耐腐蝕性優(yōu)良金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域航空航天飛機(jī)發(fā)動機(jī)、機(jī)身結(jié)構(gòu)、火箭發(fā)動機(jī)等汽車汽車發(fā)動機(jī)、車身結(jié)構(gòu)、底盤部件等電子集成電路、電子元器件、半導(dǎo)體制造設(shè)備等機(jī)械機(jī)械零件、刀具、模具等陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料以陶瓷材料為基體，增強(qiáng)材料可以是纖維、顆粒、薄片等。增強(qiáng)材料纖維、顆粒、薄片等基體材料陶瓷材料陶瓷基復(fù)合材料的制備方法1粉末冶金法將陶瓷粉末和增強(qiáng)材料粉末混合，壓制成型，然后燒結(jié)。2熔融滲透法將熔融的陶瓷滲入增強(qiáng)材料的孔隙中。3化學(xué)氣相沉積法在高溫下，將氣態(tài)的陶瓷前驅(qū)體沉積到增強(qiáng)材料的表面，形成復(fù)合材料。陶瓷基復(fù)合材料的性能1000強(qiáng)度1000MPa以上200模量200GPa以上1500耐熱性1500℃以上5耐腐蝕性極佳陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域航空航天發(fā)動機(jī)葉片、熱防護(hù)層等機(jī)械刀具、模具、軸承等電子絕緣體、封裝材料等碳基復(fù)合材料1碳基復(fù)合材料以碳材料為基體，增強(qiáng)材料可以是纖維、顆粒、薄片等。2增強(qiáng)材料纖維、顆粒、薄片等3基體材料碳材料碳基復(fù)合材料的制備方法熱壓成型法將碳材料和增強(qiáng)材料在高溫高壓下壓制成型?；瘜W(xué)氣相沉積法在高溫下，將氣態(tài)的碳前驅(qū)體沉積到增強(qiáng)材料的表面，形成復(fù)合材料。碳基復(fù)合材料的性能1高強(qiáng)度強(qiáng)度可達(dá)1000MPa以上2高模量模量可達(dá)300GPa以上3輕質(zhì)密度較低，約為金屬材料的一半4耐高溫耐高溫性能優(yōu)異，可達(dá)2000℃以上碳基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域航空航天飛機(jī)機(jī)身、火箭發(fā)動機(jī)、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)等汽車車身結(jié)構(gòu)、底盤部件、剎車盤等電子電子元器件、芯片基板等體育高爾夫球桿、自行車、網(wǎng)球拍等金屬陶瓷復(fù)合材料金屬陶瓷復(fù)合材料的制備方法1粉末冶金法將金屬粉末和陶瓷粉末混合，壓制成型，然后燒結(jié)。2熔融滲透法將熔融的金屬滲入陶瓷的孔隙中。3化學(xué)氣相沉積法在高溫下，將氣態(tài)的陶瓷前驅(qū)體沉積到金屬的表面，形成復(fù)合材料。金屬陶瓷復(fù)合材料的性能500強(qiáng)度500MPa以上100硬度100HRA以上1200耐熱性1200℃以上10耐磨性極佳金屬陶瓷復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域切削工具刀具、鉆頭、銑刀等發(fā)動機(jī)部件汽缸套、活塞環(huán)等耐磨涂層機(jī)械零件表面涂層金屬復(fù)合材料的發(fā)展趨勢輕量化開發(fā)更輕、更強(qiáng)的金屬復(fù)合材料，以提高燃油效率。高性能化提高金屬復(fù)合材料的強(qiáng)度、硬度、耐熱性和耐腐蝕性。多功能化開發(fā)具有多種功能的金屬復(fù)合材料，以滿足更多應(yīng)用需求。智能化開發(fā)具有自感知、自修復(fù)功能的金屬復(fù)合材料，以提高其安全性。金屬復(fù)合材料的優(yōu)勢高強(qiáng)度比傳統(tǒng)金屬材料強(qiáng)度更高，重量更輕，可用于制造輕量化結(jié)構(gòu)。耐腐蝕抵抗各種惡劣環(huán)境的腐蝕，延長使用壽命。耐高溫可在高溫環(huán)境下工作，適用于航空航天等領(lǐng)域?？稍O(shè)計性通過調(diào)整材料的成分和結(jié)構(gòu)，可設(shè)計出具有特定性能的復(fù)合材料。金屬復(fù)合材料的局限性成本高制造工藝復(fù)雜，成本較高，限制了其大規(guī)模應(yīng)用?？杉庸ば钥杉庸ば暂^差，加工難度較大。材料性能一致性材料性能一致性難以控制，影響產(chǎn)品質(zhì)量。金屬復(fù)合材料的未來應(yīng)用前景航空航天輕量化、高性能的金屬復(fù)合材料將成為未來航空航天領(lǐng)域的重要材料。汽車輕量化、高強(qiáng)度、高耐腐蝕性的金屬復(fù)合材料將推動汽車輕量化發(fā)展。能源耐高溫、耐腐蝕的金屬復(fù)合材料將用于核能、風(fēng)能等領(lǐng)域。建筑高強(qiáng)度、耐腐蝕的金屬復(fù)合材料將用于建造高層建筑和大型基礎(chǔ)設(shè)施。金屬復(fù)合材料的發(fā)展歷程120世紀(jì)50年代金屬復(fù)合材料的早期研究開始，主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。220世紀(jì)70年代金屬復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到汽車、電子等領(lǐng)域。320世紀(jì)90年代金屬復(fù)合材料的制備工藝得到改進(jìn)，性能得到提高。421世紀(jì)金屬復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，并向著輕量化、高性能、多功能化方向發(fā)展。金屬復(fù)合材料的關(guān)鍵技術(shù)材料設(shè)計開發(fā)具有特定性能的金屬復(fù)合材料。制備工藝提高金屬復(fù)合材料的制備效率和質(zhì)量。性能測試準(zhǔn)確評估金屬復(fù)合材料的性能。應(yīng)用開發(fā)探索金屬復(fù)合材料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。金屬復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀科研進(jìn)展近年來，金屬復(fù)合材料的研究取得了重大進(jìn)展，涌現(xiàn)出一批具有優(yōu)異性能的復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)室研究許多科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)正在進(jìn)行金屬復(fù)合材料的研發(fā)，并取得了一系列突破。人才培養(yǎng)金屬復(fù)合材料領(lǐng)域的人才隊伍不斷壯大，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了保障。金屬復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用1航空航天飛機(jī)機(jī)身、發(fā)動機(jī)部件等2汽車車身結(jié)構(gòu)、底盤部件、剎車盤等3電子電子元器件、芯片基板等4機(jī)械刀具、模具、軸承等金屬復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)政策鼓勵研發(fā)政府出臺政策鼓勵金屬復(fù)合材料的研發(fā)和應(yīng)用。扶持產(chǎn)業(yè)政府提供資金和政策支持，推動金屬復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)制定金屬復(fù)合材料的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范市場秩序。金屬復(fù)合材料的環(huán)境影響節(jié)約資源輕量化設(shè)計可以減少材料用量，降低資源消耗。減少污染使用高性能金屬復(fù)合材料可以降低生產(chǎn)過程中的污染排放?？苫厥招越饘購?fù)合材料具有較好的可回收性，有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。金屬復(fù)合材料的安全性1安全性評估對金