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|列兵
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基本信息
metal matrix composite
以金屬或合金為基體,并以纖維、晶須、顆粒等為增強(qiáng)體的復(fù)合材料。按所用的基體金屬的不同,使用溫度范圍為350~1200℃。其特點(diǎn)在力學(xué)方面為橫向及剪切強(qiáng)度較高,韌性及疲勞等綜合力學(xué)性能較好,同時還具有導(dǎo)熱、導(dǎo)電、耐磨、熱膨脹系數(shù)小、阻尼性好、不吸濕、不老化和無污染等優(yōu)點(diǎn)。例如碳纖維增強(qiáng)鋁復(fù)合材料其比強(qiáng)度3~4×107mm,比模量為6~8×109mm,又如石墨纖維增強(qiáng)鎂不僅比模量可達(dá)1.5×1010mm,而且其熱膨脹系數(shù)幾乎接近零。
分類
金屬基復(fù)合材料按增強(qiáng)體的類別來分類,如纖維增強(qiáng)(包括連續(xù)和短切)、晶須增強(qiáng)和顆粒增強(qiáng)等,按金屬或合金基體的不同,金屬基復(fù)合材料可分為鋁基、鎂基、銅基、鈦基、高溫合金基、金屬間化合物基以及難熔金屬基復(fù)合材料等。由于這類復(fù)合材料加工溫度高、工藝復(fù)雜、界面反應(yīng)控制困難、成本相對高,應(yīng)用的成熟程度遠(yuǎn)不如樹脂基復(fù)合材料,應(yīng)用范圍較小。
金屬基復(fù)合材料 是以金屬或合金為基體與各種增強(qiáng)材料復(fù)合而制得的復(fù)合材料。增強(qiáng)材料可為纖維狀、顆粒狀和晶須狀的碳化硅、硼、氧化鋁及碳纖維。金屬基體除金屬鋁、鎂外,還發(fā)展有色金屬鈦、銅、鋅、鉛、鈹超合金和金屬間化合物,及黑色金屬作為金屬基體。金屬基復(fù)合材料除了和樹脂基復(fù)合材料同樣具有高強(qiáng)度、高模量外,它能耐高溫,同時不燃、不吸潮、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、抗輻射。是令人注目的航空航天用高溫材料,可用作飛機(jī)渦輪發(fā)動機(jī)和火箭發(fā)動機(jī)熱區(qū)和超音速飛機(jī)的表面材料。目前不斷發(fā)展和完善的金屬基復(fù)合材料以碳化硅顆粒鋁合金發(fā)展最快。這種金屬基復(fù)合材料的比重只有鋼的1/3,為鈦合金的2/3,與鋁合金相近。它的強(qiáng)度比中碳鋼好,與鈦合金相近而又比鋁合金略高。其耐磨性也比鈦合金、鋁合金好。目前已小批量應(yīng)用于汽車工業(yè)和機(jī)械工業(yè)。在5~15年內(nèi)有商業(yè)應(yīng)用前景的是汽車活塞、制動機(jī)部件、連桿、機(jī)器人部件、計算機(jī)部件、運(yùn)動器材等。金屬基復(fù)合材料存在的主要問題是金屬復(fù)合材料制造工藝復(fù)雜、造價昂貴,尚未能在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中應(yīng)用。
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