金屬基復合材料的研究現狀與發(fā)展-全文預覽
【正文】 e等 ） 的復合材料研究甚少 。 因此 ， 為了獲得更理想的組織 ， 必須進一步研究合理的均化工藝 。 所獲得的 TiB2/Al復合材料與外加相同百分含量的 SiC/Al復合材料相比 ， 具有更高的力學性能和耐磨性能 。因此，材料具有良好的力學性能。 利用 XDTM，已制備了 TiC/Al, TiB/Al， TiB2/AlLi等復合材料。 b. XDTM法 該工藝由美國 Martin Marietta實驗室發(fā)明。在金屬基復合材料方面，已制備了原位生長的 TiC,TiB2,Al2O3和 SiC等粒子增強的Al,Cu,Ni和 Ti等復合材料以及金屬表面陶瓷涂層復合材料。 它是利用高放熱反應的能量使兩種或兩種以上物質壓坯的化學反應 ， 自動持續(xù)蔓延下去 ， 生成金屬陶瓷或金屬化合物的方法 。 液 液反應法 該工藝由美國 Sutek公司發(fā)明。 國內寇生中等人對 CuOAl反應體系也進行了低溫 （ 1000 ℃ ） 反應合成 Al2O3/Al復合材料的研究 。 人從理論上計算和分析了 AlSiC三元系中原位生成 SiC顆粒的熱力學條件 ， 并在 1200℃ 保溫一段時間后 ， 使 Al30%Si與加入的碳粉完全反應 ，生成了原位 SiC顆粒增強的鋁基復合材料 。 c. 反應噴射沉積法 （ RAD） 該工藝是在 DLMOXTM法和噴射沉積工藝的基礎上發(fā)展起來的 。 其工藝是將含有 C或 N的氣體通入高溫合金液中 ， 使氣體中的 C或 N與合金液中的個別組分反應 ， 在合金基體中形成穩(wěn)定的高硬度 、 高彈性模量的碳化物或氮化物 ，冷卻凝固后即獲得這種陶瓷顆粒增強的金屬基復合材料 。 （ 3）原位生成法 原位復合的概念原于原位結晶。 SiC顆粒增強鎂基復合材料 SiC顆粒在鋁基體中的分布 SiC晶須在鋁基體中的分布 3 其它制造方法 （ 1） 物理氣相沉積法和化學氣相沉積法 它們都以某種材料氣相沉積到增強體表面上 ， 形成與基體潤濕性 、 相容性和結合性均好的沉積層 ， 進而獲得復合材料的方法 。該法是一種適合于工業(yè)規(guī)模生產顆粒增強金屬基復合材料的主要方法，工藝過程簡單，生產效率高，制造成本低廉，適于多種基體和顆粒。 2. 液態(tài)法 液態(tài)法是指基體金屬處于熔融狀態(tài)下與固態(tài)的增強材料復合在一起的方法。由于整個過程處于較低溫度，因此金屬基體與增強材料之間的界面反應不嚴重。 采取這些措施往往不必對增強材料進行預處理便可解決潤濕性和防止過分界面反應的問題 。 （ 3） 優(yōu)化工藝參數和工藝方法 金屬基 復合材料制備最重要的參數是溫度 ，控制適當的溫度 ， 或溫度雖然較高 ， 但盡量縮短基體與增強材料在高溫下接觸的時間都能將界面反應減少到最低程度 。 主要途徑： （ 1）增強材料表面處理 增強材料表面覆以合適的涂層是防止和抑制界面反應，獲得合適的界面結構和結合強度、改善增強材料和基體之間潤濕性的有效途徑，這些涂層可以是阻擋層，也可以是犧牲層，應能抑制界面反應及改善潤濕性的作用。增強材料與基體之間應具有很好的潤濕性（即接觸角小于 90176。 有些反應產物本身不穩(wěn)定，容易分解造成界面分離。例如，在遠低于熔點的溫度下鋁與碳生成 Al4C與硼生成 AlB鈦與碳化硅生成 TiC、 Ti5Si3或 TiSi2。 金屬基復合材料制造技術 金屬基復合材料的性能 、 應用 、 成本等在很大程度上取決于材料的制備技術 ， 因此研究和發(fā)展有效的制備技術是金屬基復合材料研究中最重要的問題之一 。 當時由于受到增強纖維品種少的限制 ， 僅發(fā)展了硼纖維增強鋁 、 鈦等少量品種 。 現代復合材料形成了樹脂基復合材料 、 金屬基復合材料和陶瓷基復合材料三大類 。 基本概念 上述所列的學者對復合材料的定義 ， 盡管從材料的組成與性質上進行了較為科學和全面的描述 ， 但都忽略了作為復合材料的重要特點 —— 可設計性 。金屬基復合材料的研究現狀與發(fā)展 材料學院 耿浩然 復合材料一詞出現在 20世紀 50年代 。 中國復合材料學科的開拓者胡振渭教授曾對復合材料做過較為簡明的定義： “ 復合材料是由兩種或兩種以上不同性質或不同形態(tài)的原材料 ， 通過復合工藝組合而成的材料 ， 它既保持了原組分材料的主要特點 ， 又具備了原組分材料所沒有的新性能的一種多相材料 ” 。 近代復合材料的發(fā)展從基體上來看 ， 首先發(fā)展的是軟基體 ， 然后逐漸發(fā)展較硬和硬的基體 ，即從樹脂到金屬到陶瓷基體 。 金屬基復合材料起步于 60年代初期 。 80年代中期 ， 長纖維增強 、 短纖維增強 、晶須增強 、 顆粒增強金屬基復合材料開始多種增強材料 （ 硼 、 碳 、 碳化硅 、 碳化鈦 、 硼化鈦 、氧化鋁等 ） 、 多種基體材料 （ 鋼 、 鋁 、 鈦 、 鎂 、鋅等
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