金属基复合材料的研究现状与应用.pdf
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《金属基复合材料的研究现状与应用.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《金属基复合材料的研究现状与应用.pdf(9页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、?年第!期宝鸡文理学院学报自然科学版#%&()】%+)娜,劝压乎%./)闭黝即0 1 23).4阔】阳15#?364!金属基复合材料的研究现状与应用?赵迎祥肖亚航傅敏士?机械工程亲 摘要全属基复合材并 是一类新型的复合材料,它因具 有 高比强度、高比模 量、高衬磨性等优异性能而引起人们 的关注。本文综述了金属墓复合材料的研究现状,制造 工艺和性 能。同时介绍 了这种材料在航天、航空、先进武器 系统、汽 车工业等领域 中的广泛应用。关键词金属基 复合材料制造工艺性 能与应用!、引言金属基复合材料?#%一&()。&+,)#,简称.是复合材料的一类,它与聚合物基复合材料?/.和 陶瓷基复合材料?.共
2、同构成了一种新型材料一复合材料。复合材料是由基体材料和增强材料经过一定的工艺方法复合而 成的一种多相材料,它不仅能保持原组分的特性,而且还具有原组分所不具备的优异性能,所以对这种材料的研究越来越引起人们的关注。聚合物基复合材料?/.是开发得较好的一种复合材料,它的成功是从玻璃钢开始的,0!年代已达到成熟阶段,这被人们称之为第一代复合材料。第二代复合材料是以碳纤维增强树脂、芳纶增强树脂及碳化硅纤维增强树脂等为标志,1!年代已大量推广应用2陶瓷基复合材料?.的开发历史较短,它常用脆性的加强纤维加入脆性的基体制成。.具有特殊的力学性能以及热、光、电、磁、耐蚀等物理化学性能,所以在日用及工程上得到广泛
3、应用,特别应用于磁流体发 电、原子能反应堆、宇航等领域的超高温环境。.是0!年代初发展起来的一种复合材料,它具有刚度好、强度高、重量轻、耐疲劳、耐磨损、耐高温和热膨胀系数小等一系列优点,所以它是航天航空等尘端技术的理想结构材料。纤维增 强金属,.3.复合材料,以及陶瓷纤维增强陶瓷等被称为第三代复合材料4 5 262本文主要介绍.的研究现状、制造工艺、性能及其应用。72.的研究概况.的研究比/.大约晚7 8年,当初使用钨丝增强金属基而引起人们的关注,但直到硼纤维增强之前,.并未获得实际应用,翻增强纤维首先成功地应用 于 聚合物基复合材料,尔后才用 于.。用翻箔和 铝箔复合制成复合材料带,然后用带
4、材卷成管子,用作航夭 飞机机身的构件4 5 9,从此开始了.的实际应用。尽管.获得初次成功,但 由于原材料成本来源受限制,在一段时间仍很难广泛应用,而/.占据统治地位。然而由于/.存在耐热性差,使用温度低?低于:!,不导电,传热性差等缺点,使/.的应用受到限制。因此,在;!年代末期又重新推动了对.的研究,一项关键性的突破是开发了新的与基体金属相容的加强材料,即采用化学气相沉积法,将?膜,镀膜后的石 墨纤维和?基体之间具有良好的相容性。.的研究由此向前推进了 一步。?2收 摘日期7,8一!一。;第!期赵迎祥肖亚航傅敏士金属基复合材料的研究现状与应用近年来,世界各国对77,的研究予以极大重视。?8
5、?年秋美国曾规定,把77,的研究报告列入军品保密而不得对外公布9!4为了加强研究,美国专 门建立了金属 基复合材料信息分析中心77,:,#4据报道,?8 6年到?;66篇,?6?以上与复合材料有关4展览会上有世界各国的公 司、厂商、研究院所等!8家参加展出,涉及复合材料 的基体材料树脂、金属、陶瓷、碳、石 墨等#=增强材料纤维、预浸料、布、毡、编织物、预制件等#=辅助材料=工艺设备=测试检验和复合材料制品等。可见先进的复合材料是新材料研究的重点和方 向。我国对77,的研究也很重视,早已列入“八 五”计划4?年在上海交大建成金属基复合材料国家重点实验室,有许多科研单位和大专院校进行 了较深入的研
6、究,且已取得了不少研究成果和应用成果。47 7,的组成77,是以金属为基体,添加颗粒、晶须或纤维作为增强体,通过特定方法复合而成。77,的基体可采用多种金属,目前广泛使用的金属 基体有 、7、,&、7(以 及某些金属间化合物等,其中基体复合材料研究最多,应用最广4用于77,的增强材料可分 为/?连续长纤维不连续短 纤维晶须颗粒丝等五种。连续长纤维是具有任意长度的 纤维,它 们可 用传统技术拉制而 成,如?6!:、?.、87!6、=。、.、=等纤维。常用的增强纤维的种类及性能如表7所示4;。短纤维是从长纤维或从斩断的金属丝制得,其3比?长径比 应不小于7!。晶须是结晶生长而成,3比约8!一78!
7、,常用的有 56!:、?.、):、.等。颖粒由磨料制成,其最大直径为 7!?,常用的有 7!6、?.、.、?.、氏.:等2金属丝、金属条带常用的有钢、高强度皿纤/高棋 组维肠青系/“川6认!7。;7。;。!:!8!:7!8!7!:2;7!,万 287!8 7!7217!82?:2;义7!8:。?2纤维一).纤维!:。7!8目前应用的.主要有6?长纤维增强一=3 5、=3 5、?.3?、3、56!63川、)3 等短纤维和 晶须增强一).23 5和月氏,3 5顺粒增强一)3)、)3 5破、氏3;宝鸡文理学院学报自然科学版#?年74、氏=金属丝增强一所示。压粉烧结法是将金属粉末与颗粒的均匀混合粉压力
8、加工成形,然后在一定温度下烧结而成。粉末锻造法是将金属粉末与顺粒均匀 混合后加热锻造。图粉末轧制法生产复合材料工艺简图?料斗,混合物,!成形辊,、铸造法!?、普通铸造法普通铸造法是在常压下将予热增强粒子以一定速度加入熔融基体金属中,该工艺简单,可直接生产各种形状的材料,但存在制品中残留气体、增强体与基体易氧化等缺点。!、挤压铸造法挤压 铸造法是先将增强材料制成予成型体,然后放入 固定模型 内予热至一定温度,再浇入金属熔体,同时将阳模压下并加压,迅速冷却后脱模即得构件。由于高压改善了 金属熔体的浸润性,同时也消除了气孔等缺陷,因此复合材料质量较好,可以一次成型。!、真空一气压浇铸法真空一气压浇铸
9、法是将增强剂制成予成型体放入模腔后,加热并抽真空,然后用气压把金属熔体压入模腔,迅速冷却后脱模。这种方法对纤维损伤小,可得到致密的构件,力学性能比挤压法好。!、半固态搅溶铸造法半固态搅溶铸造法是将松散的颗粒混合到搅拌的溶体中,形成半固态浆液,然后进行挤压或锻造。!、扩散粘结法扩散粘结法是将增强材料经表面处理后先浸渍金属制成先驱丝,再与金属箔或粉末#叠层在真空条件或保护气氛#和略低于金属熔点的温度下热压扩散粘结成型。该方法对纤维损伤较小,制件密度高,但生产效率低,设备要求高。在制造纤维增强77,时,为了改 善纤维与基体的界面结合状态,防止界面反应,通 常采用化宝鸡文理 学院 学报自然科学 版#?
10、年学气相沉积,#、物理气象沉积#、化学镀、电镀等方法,在 纤维表面均 匀涂覆 一 层 金属或陶瓷,来改善界 面 状况,提高性 能。、77,的性能图!是几种77,的比强度和比模量数据,并 且与一般金属、合金以及7,作了对比。图为:,、+%2,、+%2,77,在不 同试验温度下的抗拉强度,并且与 合金、合金 作了对比9!/。可见 77,的比模量可与7,相 媲美,但比强度则因金属基体密度较大而落后于7,然而比一般常用合金有明显提高。在耐温方面也比一般合金有较大幅度的提高,特别表现在高 温下 的强度保持率方 面。高棋份碳 纤维7+环长离夜甩碳纤维,环饭+公:,#人?裔强度碳纤维,环权高强度碳纤维6:,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 金属 复合材料 研究 现状 应用
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内