金屬基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展(存儲版)
【正文】 化物 Al2O SiO2以及非陶瓷顆粒 C、 Si等 。 （ 4） 成本的影響 。 （ 3） 生產(chǎn)工藝的影響 。 具體選擇哪一種顆粒時 ，要將其用途 ， 復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝及整個復(fù)合材料的成本等因素綜合起來統(tǒng)籌考慮： 增強顆粒種類的選擇 對于顆粒增強金屬基復(fù)合材料 ， 顆粒有阻止位錯運動的釘扎能力 ， 可提高基體的硬度 、 強度 、 彈性模量和耐磨性 ， 其增強效果主要依賴于復(fù)合材料中顆粒的種類所占的體積百分?jǐn)?shù) 、分布的均勻程度 、 顆粒直徑以及粒徑分布等因素 。 （ 或化合物 ） 的類型 ，成分及其反應(yīng)性 ， 可有效地控制原位生成增強體的種類 、 大小 、 分布和數(shù)量 。 f. 原位 MMC的性能和應(yīng)用問題 許多文獻(xiàn)只報道了原位 MMC的制備工藝過程和所得材料的組織特征 ， 而有關(guān)材料性能和應(yīng)用的報道不多 ， 因此 ， 必須進(jìn)一步完善各種工藝方法 ，對材料的能 ， 特別是斷裂韌性 、 抗疲勞性能和切削加工性能進(jìn)行全面的分析和研究 ， 為這些材料在實際生產(chǎn)中的作用提供更全面的技術(shù)資料 。深入該方面的研究 ， 對于有效地控制增強相的形態(tài) 、 大小 、 分布和數(shù)量均有十分重要的意義 。首先，將反應(yīng)元素粉末按一定的比例混勻，并壓實成預(yù)制塊，然后，用鐘罩等工具將預(yù)制塊壓入一定溫度的金屬液中，在金屬液的高溫作用下，預(yù)制塊中的元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成所需的增強相，攪拌后澆注成形。因此， SHS— 致密一體化是該工藝的一個發(fā)展方向。 制備了具有良好的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性能的原位 TiB2/Cu復(fù)合材料，并在電力元件中應(yīng)用。 還原反應(yīng)法 利用了化學(xué)上的還原反應(yīng)的原理 ， 即將不穩(wěn)定的化合物加入到合金熔體中 ， 使合金熔體中的組元與加入的化合物發(fā)生熱還原反應(yīng) ， 生成所需要的更加穩(wěn)定的陶瓷增強顆粒 。 （ b） PRLMEXTM法 在此工藝中 ， 同時發(fā)生兩個過程： （ 1） 液態(tài)金屬在環(huán)境氣氛的作用下向陶瓷預(yù)制件中的滲透； （ 2） 液態(tài)金屬與周圍氣體的反應(yīng)而生成新的增強粒子 ， 例如 ， 將含有 3%~10%Mg的 Al錠和 Al2O3陶瓷預(yù)制件一起放入 （ N2+Ar） 混合氣氛爐中 ， 加熱到 900℃ 以上并保溫一段時間后 ， 上述兩個過程同時發(fā)生 ， 冷卻后即獲得了原位形成的 AlN粒子與預(yù)制件中原有的 Al2O3粒子復(fù)合增強的 Al基復(fù)合材料 。 （ 2） 電鍍 、 化學(xué)鍍和復(fù)合鍍 利用電化學(xué)、氧化還原等原理在增強相（主要纖維）獲得一層改善增強相與基體潤濕性和結(jié)合性的沉積層，從而制備復(fù)合材料的方法。 真空壓力浸漬法、擠壓鑄造法、攪拌鑄造法、液態(tài)金屬浸漬法、共噴沉積法等屬于液態(tài)法。 方法分固態(tài)法 、 液態(tài)法 、其它法三大類： 1. 固態(tài)法 固態(tài)法是指基體處于固態(tài)來制備金屬基復(fù)合材料的方法。 這些元素或者是表面活性物質(zhì)，富集于界面上，改善了基體對增強材料的潤濕性，同時形成擴散擋層；或者是它們能優(yōu)先與增強材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，既改善了潤濕性，又起擴散阻擋層作用。因此必須盡量控制界面脆性相的生成。 對制造技術(shù)的要求 為得到性能良好 、 成本低廉的金屬基復(fù)合材料 ， 制造技術(shù)應(yīng)滿足以下要求： 1. 增強材料以設(shè)計的體積分?jǐn)?shù)和排列均勻地分布于基體中； 2. 盡量不使增強材料和金屬基體原有性能下降 ，特別是不能對高性能增強材料造成損傷 ， 應(yīng)使增強材料和金屬的優(yōu)良性能得以疊加和互補； 3. 盡量避免增強材料和金屬基體之間發(fā)生不利的化學(xué)反應(yīng) ， 應(yīng)得到合適的界面結(jié)構(gòu)和性能 ， 充分發(fā)揮增強材料的增強效果； 4. 工藝簡單易行 ， 適于批量生產(chǎn) ， 增強材料價格低 ，盡可能直接制成接近最終形狀和尺寸的零件 。 它既有金屬的性能 ， 也有樹脂基無法達(dá)到的使用溫度高 、 剪切強度高 、 阻燃 、 不老化 、 不吸潮 、 不放氣 、 耐磨損 、 導(dǎo)電 、 導(dǎo)熱等金屬屬性 ， 在一些工業(yè)領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用前景 。 這種材料的組成成分應(yīng)保持同一性 ， 在性能上必須有重要的改進(jìn)或不同于原組成成分的性質(zhì) 。 師昌緒院士主編的 《 材料大辭典 》 對復(fù)合材料給出了較全面完整的定義： “ 復(fù)合材料是由有機高分子 、 無機非金屬和金屬等幾類不同材料通過復(fù)合工藝組合而成的新型材料 ， 它既能保留原組分材料的主要特色 ， 又通過復(fù)合效應(yīng)獲得原組分所不具備的性能 。 多沿用樹脂基復(fù)合材料的成型方法 ， 如鋪層工藝和纏繞工藝 。這些反應(yīng)造成增強材料的損傷，容易造成過強的界面結(jié)合。 ），基體才能均勻覆蓋于增強材料表面和滲入到增強材料的間隙之間，因此，這是得到性能良好的復(fù)合材料的前提。 溫度較低時基體對增強材料的潤濕性問題可由提高工作壓力得到解決 。 固態(tài)法包括粉末冶金法、熱壓法、熱等靜壓法、軋制法、擠壓和拉拔法、爆炸焊接法等。 基本原理 是將顆粒直接加入到基體金屬熔體中，通過一定方式的攪拌使顆粒均勻地分散在金屬熔體中并與之復(fù)合，然后澆注成錠坯鑄件。原位 MMC及其制備技術(shù)已成為材料科學(xué)工作者普遍關(guān)注的研究課題。 它是利用一個特殊的液
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