【正文】 計算機和高靈敏度的探測設(shè)備、通信設(shè)備、航天系統(tǒng)等 。 ? 雙體船“美國之帆”的交叉懸臂，長 10m，具有高的比剛度及有抗兩段單獨彎曲的能力。 另外 ， 在新式高速列車車廂具有更嚴格的動力穩(wěn)定性要求 ， 剛度是關(guān)鍵 。 該項目由哈工大金屬基復(fù)合材料工程技術(shù)研究所負責(zé)，在所長武高輝教授主持下組成了 6人攻關(guān)小組。 ? 應(yīng)用例：噴氣式汽輪發(fā)動機，以輕質(zhì)材料取代鎳基高溫合金葉片和渦輪盤，可選用長纖維強化的鈦（但鈦的嚴重缺陷正是抗蠕變能力低，但加入長纖維后肯定能大大改善） 。 5. 降低密度 ? Ni基合金中加入陶瓷纖維或顆粒 ? 密度降低的同時，不損失強度、抗蠕變、抗腐蝕、韌性 ? 問題：在高溫下使用很難避免界面反應(yīng)，由此引起脆性增加。 二、實例分析 航天穿梭貨艙段構(gòu)架的一個結(jié)構(gòu)件是用 60%硼單纖維增強的 Al基復(fù)合材料制造的。如果體溫超過 42℃ 或低于 32℃ 時將危及人的生命。其原因就是人們除采取一些降溫或保溫措施以外，能自身通過 出汗 和 毛孔收縮 來達到 調(diào)節(jié)體溫 的目的，以確保人類的生存和正常活動。是通過加入基材內(nèi)的低熔點金屬粉末顆粒，在高溫下 氣化蒸發(fā)帶走 基材 熱量以達到材料降溫的目的。在工作過程中液體料在高壓下從部件材料的“汗孔”滲出 蒸發(fā) 以帶走部件基體的熱量使部件降溫，同時由于部件“汗孔”滲出的液體燃料在高溫高速燃氣流動力的作用下，在 部件表面 形成薄薄的一層 冷氣膜 ，這層冷氣膜把高溫燃燒的火焰與部件材料表面隔開。 使用時利用銅的熔化與汽化帶走大量的熱 ， 使尾噴管喉襯的溫度維持在鎢骨架所能夠承受的溫度之下 。 制動器轉(zhuǎn)盤 AlSi合金 /20%Al2O3顆粒 ? 耐磨性好；密度低；熱傳導(dǎo)性好。 微電子器件的基座 Al合金 / 20~65%SiO2顆粒 ? 熱膨脹系數(shù)匹配；導(dǎo)熱性好；導(dǎo)熱系數(shù)高；適于釬焊；密度低；尺寸穩(wěn)定性好。 80年代， 1460合金取代 2219，用于制造運載火箭能源號低溫儲箱。 90年代末，將第三代鋁鋰合金 2197/2097用于 F16后隔框、BL19 大梁，已裝機 850架。其精美的造型、高超的鑄造工藝，仍然讓今人嘆為觀止。 新型合金 — 鈦合金 鈦合金為什么會有如此殊榮？ 鈦的比重僅是鐵的 1/2，卻像銅一樣經(jīng)得起錘擊和拉延。 用鈦合金制成的“鈦潛艇”，可潛入 4500米的深度，一般鋼鐵潛艇在超過 300米，容易被水壓壓壞。 ? 基體合金粉末和顆粒的混合均勻程度及基體粉末防止氧化的問題是整個工藝的關(guān)鍵。 ④粉末冶金適宜于生產(chǎn)同一形狀而數(shù)量多的產(chǎn)品，特別是齒輪等加工費用高的產(chǎn)品，用粉末冶金法制造能大大降低生產(chǎn)成本。 ? 先升溫后升壓，此工藝對于用玻璃包套制造復(fù)合材料比較適合，因為玻璃在一定溫度下軟化，加壓時不會發(fā)生破裂，又可有效傳遞壓力。對于易變形的金屬，壓力應(yīng)低。 ? 形狀、尺寸精確，性能均勻。 ? 缺點： 不一定能保證纖維與基體的良好的結(jié)合，而且在加工過程中產(chǎn)生的高應(yīng)力容易造成脆性纖維的破壞。經(jīng)過擠壓、拉拔，使復(fù)合材料的組織變得更均勻，減少或消除缺陷，性能明顯提高；如果增強體是短纖維或晶須，則它們還會在擠壓或拉拔過程中沿著材料流動方向擇優(yōu)取向，從而提高復(fù)合材料在該方向上的模量和強度。 爆炸焊接法 ? 工藝特點： ? 由于加載壓力和界面高溫持續(xù)時間極短，阻礙了基體和增強體之間界面的化合反應(yīng)，焊合區(qū)的厚度常在幾十微米以內(nèi)； ? 復(fù)合界面上看不到明顯的擴散層，不會生產(chǎn)脆性的金屬間化合物，產(chǎn)品性能穩(wěn)定； ? 可以制造形狀復(fù)雜的零件和大尺寸的板材，還可以一次作業(yè)制得多塊復(fù)合材料板； ? 采用的是塊式生產(chǎn)，無法連續(xù)生產(chǎn)寬度較大的復(fù)合坯料，而且爆炸帶來的振動和噪音難以控制。 液態(tài)制造技術(shù) 一、鑄造法 鑄造法 高壓凝固鑄造法 真空吸鑄法 攪拌鑄造法 壓力鑄造法 液態(tài)制造技術(shù) 高壓凝固鑄造法 ? 工藝原理： 將纖維與黏結(jié)劑制成的預(yù)制件放在模具中加熱到一定溫度，再將熔融金屬液注入模具中，迅速合模加壓，使液態(tài)金屬以一定的速度浸透到預(yù)制件中，而其中的黏結(jié)劑受熱分解除去，經(jīng)冷卻后得到復(fù)合材料制品。它是在鑄型內(nèi)形成一定的負壓條件，使液態(tài)金屬或顆粒增強 MMCs自上而下吸入型腔凝固后形成固件的工藝方法。冷卻后用硝酸腐蝕掉鋼管。 攪拌鑄造法 ? 攪拌法鑄造兩種方式： ? 在合金液高于液相線溫度以上進行攪拌，稱為“ 液態(tài)攪拌 ”。 ? 要防止攪拌過程中基體的氧化和卷入氣體。 壓力鑄造法 ? 工藝原理 ：在壓力作用下，將液態(tài)金屬浸入增強體預(yù)制塊中，制成復(fù)合材料坯錠，再進行二次加工。該法稱為多相共沉積技術(shù)（ Variable Codeposition of Multiphase Materials，VCM） 霧化增強顆粒 多孔金屬制備技術(shù) 人類能夠利用失重的條件做什么嗎 ? ? 在失重條件下，融化了的金屬的液滴，形狀絕對呈球形，冷卻后可以成為理想的滾珠。 ? 聲學(xué)性能 ? 具有良好的微孔消聲和吸聲性能。 ? 高速磨床防護罩吸能內(nèi)襯，汽車防沖擊擋板。 性能 液相法 多孔金屬的制備技術(shù) ? 液態(tài)金屬直接發(fā)泡法 ? 在液態(tài)金屬中加入很細的陶瓷粉末或能與液態(tài)金屬反應(yīng)生成穩(wěn)定顆粒的合金元素作為 增稠劑 以提高液態(tài)金屬的黏度，阻止金屬中的氣泡逸出，以制備金屬泡沫材料的方法。金屬的粘稠的混合產(chǎn)物在上升到液面時被收集起來，通過傳送帶予以冷卻，即得到泡沫材料。 ? 首先要對發(fā)泡劑進行前期預(yù)處理，國內(nèi)尚無報道。 ? 采用 TiH2的表面涂覆鋁溶膠的方法對其進行預(yù)處理。 ? 缺點： ? 利用的金屬材料種類有限，有些金屬在其熔點附近時金屬液黏度很小，必須加入增黏劑。 滲流鑄造法特點 ? 工藝簡單，成本低，容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。 ? 獲得的多孔金屬的孔隙率低于 70%。 ? 可近凈成型。不能用于鋁的燒結(jié)，因為粉末鋁顆粒一般都被一層氧化鋁膜包覆，影響鋁顆粒的燒結(jié)，泡沫鋁的性能差。