【正文】 目前金屬基復(fù)合材料在制備和加工領(lǐng)域仍缺乏足夠的基礎(chǔ)理論支撐，增強體的均勻分散，多相融合的界面效應(yīng)及其機理，產(chǎn)品性能參數(shù)的離散性大，基體與增強體本身特性導(dǎo)致的應(yīng)力集中、不浸潤等缺點仍是制約金屬基復(fù)合材料應(yīng)用的桎梏，在以后的研究中應(yīng)著重解決這些問題。半個世紀(jì)以來，金屬基復(fù)合材料一直是學(xué)術(shù)界的熱點領(lǐng)域，目前的研究主要集中于新合金新體系的開發(fā)、制備方法的改進、各類性能的表征以及應(yīng)用探索。材料科技水平，新型材料的發(fā)展，與一個國家的經(jīng)濟活力、軍事實力和科技能力都有著十分密切的關(guān)系。6 總結(jié)新型材料是當(dāng)代社會經(jīng)濟的主導(dǎo)，是現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是國防現(xiàn)代化的保證。此外，20世紀(jì)90 年末，美國還專門成立了由20 家制造商組成的鋁基復(fù)合材料聯(lián)合體（AlMMC），該聯(lián)合體發(fā)揮集體優(yōu)勢、共建應(yīng)用技術(shù)平臺，進一步促進顆粒增強鋁基復(fù)合材料的應(yīng)用。 生產(chǎn)的規(guī)?；c應(yīng)用的擴大化 隨著技術(shù)的成熟與進步，金屬基復(fù)合材料的生產(chǎn)已日漸呈現(xiàn)出規(guī)?；厔荩瑧?yīng)用則呈現(xiàn)擴大化趨勢。在金屬基復(fù)合材料的成本構(gòu)成中，工藝成本往往比原材料本身的成本高得多?；谌垠w無壓浸滲的近凈形制備工藝，是實現(xiàn)高陶瓷含量金屬基復(fù)合材料制備與成型加工一體化的最有效技術(shù)途徑。特別是當(dāng)陶瓷顆粒增強體含量高到一定程度時（如體分超過50％），傳統(tǒng)的鑄造及塑性加工成形幾乎是不可能的，機械加工也十分困難。增強體的加入還將帶來對復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱及導(dǎo)電等物理性能的影響，從而賦予基體合金以特定的功能特性，使傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)材料功能化或?qū)崿F(xiàn)其結(jié)構(gòu)－功能一體化。所以人們將基體合金中的添加相統(tǒng)稱為“增強體”，這一術(shù)語延用至今。在高質(zhì)量制備工藝的前提下，隨著顆粒尺寸的減小，金屬基復(fù)合材料往往可以呈現(xiàn)出更為理想的力學(xué)及加工性能。為了更有效地發(fā)揮陶瓷增強體的高剛度、低膨脹等的特性，除了提高金屬基復(fù)合材料中的陶瓷增強體含量外，另一種有效的作法是使陶瓷增強體在基體合金中成為連續(xù)的三維骨架結(jié)構(gòu)，從而以雙連續(xù)的微結(jié)構(gòu)設(shè)計來達(dá)到這一目的。這些小區(qū)域作為韌化相將會具有阻止裂紋擴展、吸收能量的作用，從而使復(fù)合材料的損傷容限得到提高。 （2） 微結(jié)構(gòu)韌化金屬基復(fù)合材料。將梯度功能材料的設(shè)計思想引入到金屬基復(fù)合材料中，就產(chǎn)生了金屬基梯度復(fù)合材料。其發(fā)展趨勢及最新進展主要表現(xiàn)在如在幾個方面： 微結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 可設(shè)計性好或者說是設(shè)計自由度大，是復(fù)合材料最大的特點也是最大的優(yōu)勢所在，金屬基復(fù)合材料自然也不例外。4. 3. 2 金屬基復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的研究早在20世紀(jì)80年代, 低體積分?jǐn)?shù)( 15%~20%) 的結(jié)構(gòu)級碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料作為非主承載結(jié)構(gòu)件成功地應(yīng)用于飛機, 典型實例為洛克希德馬丁公司生產(chǎn)的機載電子設(shè)備支架F18/ 大黃蜂0戰(zhàn)斗機上采用碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料作為液壓制動器缸體, 與替代材料鋁青銅相比, 不僅重量減輕、熱膨脹系數(shù)降低, 而且疲勞極限還提高一倍以上，更為引人注目的是, 在20世紀(jì)90年代末, 碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料在大型客機上獲得正式應(yīng)用，普惠公司從PW4084發(fā)動機開始, 將以DWA公司生產(chǎn)的擠壓態(tài)碳化硅顆粒增強變形鋁合金基復(fù)合材料( 6092/ SiC/ 17. 5pT6) , 作為風(fēng)扇出口導(dǎo)流葉片, 用于所有采用PW4000系發(fā)動機的波音777上，與低體積分?jǐn)?shù)的結(jié)構(gòu)級碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料相比, 光學(xué)/ 儀表級的中等體積分?jǐn)?shù)( 35%~45%) 碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料的功能化特性比較突出, 不僅具有比鋁合金和鈦合金高出一倍的比剛度, 還有著與鈹材及鋼材接近的低熱脹系數(shù)和優(yōu)于鈹材的尺寸穩(wěn)定性因此, 該種復(fù)合材料可替代鈹材用作慣性器件, 并被譽為第三代航空航天慣性器件材料，除用作慣性器件外, 光學(xué)儀表級碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料還可替代鈹、微晶玻璃、石英玻璃等用作反射鏡鏡坯，電子級高體積分?jǐn)?shù)( 60%~70%) 碳化硅顆粒鋁基復(fù)合材料, 作為新型輕質(zhì)電子封裝及熱控元件在一系列為世人所矚目的先進航空航天器上獲得了正式應(yīng)用，在F22/ 猛禽0戰(zhàn)斗機的遙控自動駕駛儀、發(fā)電單元、飛行員頭部上方顯示器、電子計數(shù)測量陣列等關(guān)鍵電子系統(tǒng)上, 替代包銅的鉬及包銅的殷鋼作為印刷電路板板芯, 達(dá)到減重70%的顯著效果此種材料的熱導(dǎo)率可高達(dá)180W/ ( mK) , 從而降低了電子模塊的工作溫度, 減少了冷卻的裝置，除印刷電路板板芯外, 這種材料被用于F22戰(zhàn)斗機的電子元器件基座及外殼等熱控結(jié)構(gòu)另外, 目前采用無壓浸滲法制備的碳化硅顆粒/ 鋁電子封裝復(fù)合材料應(yīng)用在包括: F18“大黃蜂”戰(zhàn)斗機、歐洲“臺風(fēng)”戰(zhàn)斗機、EA6B“徘徊者”預(yù)警機、ALE50型誘餌吊艙以及摩托羅拉銥星、火星“探路者”和“卡西尼”深空探測器等著名的航天器上[8]?？估瓘姸群推趶姸雀? 分別為560MPa和392MPa。由于鋁合金、鎂合金等是傳統(tǒng)的輕質(zhì)材料, 隨著汽車輕量化進程的不斷推進和科學(xué)技術(shù)的日益進步, 在汽車工業(yè)中采用鋁合金、鎂合金, 要求具有良好的耐磨、抗腐蝕、耐熱和尺寸穩(wěn)定性, 并且要求質(zhì)量更輕, 強度、剛度更高。4. 3 金屬基復(fù)合材料在不同領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀在航天航空工業(yè)及民用工業(yè)的推動下, 金屬基復(fù)合材料的制備和成形制造工藝有了很大的進展，其研究熱點主要圍繞在輕金屬和重金屬合金基體材料方面。E1pagounis， U1k1Lindroos 采用熱等靜壓法制備了體積分?jǐn)?shù)高達(dá)30%的陶瓷顆粒增強鋼基復(fù)合材料。用它制成的模具比用萊氏體鉻鋼的壽命提高5~ 10 倍， 可用普通方法進行車、銑、鉆削加工， 最后淬硬到HRC70 而不發(fā)生變形。西德蒂森特鋼公司用粉末冶金法生產(chǎn)了FerroT itant it 復(fù)合材料。新開發(fā)的這種超級耐腐復(fù)合材料， 用作運輸機的襯板， 工作壽命超過670d， 而原來用的高絡(luò)鑄鐵僅為30~ 50d。另據(jù)報道， FerroT iC 復(fù)合材料在磨損條件下使用與工具鋼相比， 壽命提高約20 倍。例如Cs40 是以含20%Cr 的不銹鋼為基體， 摻和45%( 體積) TiC 的復(fù)合材料， 可以用于制造標(biāo)準(zhǔn)件、閥座和機械密封件。結(jié)果表明， 隨著纖維強度分布的變動系數(shù)CV 增加， MMC 斷裂形式由非積累型向積累型過渡， 纖維的平均承載能力隨之下降。這種機制為基體合金所不及， 且在較大載荷下， 復(fù)合材料的耐磨性更佳。結(jié)果表明界面在材料磨損中具有重要的保護作用。這種方法是依靠離心力把增強顆粒分布于鑄件外表面， 獲得一定復(fù)合層厚度的復(fù)合材料， 最大復(fù)合層厚度可達(dá)6~ 8mm。另外， 目前大多學(xué)者都投入到輕金屬基復(fù)合材料的研究中， 而對鋼、鐵等重金屬基復(fù)合材料的研究微乎其微。 金屬基復(fù)合材料的研究與開發(fā)主要集中在以下方面： （1）同金屬基體與不同種類、形態(tài)的增強材料的復(fù)合效果，復(fù)合材料的性能； （2）型增強材料的開發(fā)，包括金屬與非金屬纖維、顆粒、晶須、晶片等； （3）金屬基復(fù)合材料的制備工藝，包括固態(tài)法、液態(tài)法、噴涂與噴射沉積和原位復(fù)合法等，提高復(fù)合材料的性能和降低成本； （4）增強相基體界面優(yōu)化的研究，包括各種金屬基復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)、界面穩(wěn)定性、界面結(jié)合與反應(yīng)、界面反應(yīng)的控制等。目前應(yīng)用最廣泛的增強材料有：碳化物，如 SiC、TiC、B4C ；氮化物，如 Si3NAlN；氧化物，如 Al2OSiO2；以及C、Si 等。選擇顆粒增強相的參數(shù)包括：彈性模量、拉伸強度、密度、熔點、熱穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)、尺寸及形狀、與基體材料的相容性、成本等。 顆粒增強金屬基復(fù)合材料是金屬基復(fù)合材料的重要組成部分。輕金屬鋁、鎂、鈦及其合金由于其比強度、比模量的優(yōu)勢，作為結(jié)構(gòu)材料在航空航天工業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，常