复合材料第十三章-金属基复合材料.pdf

教学目的:通过本章的学****掌握金属基复合材料的
复合材料性能特点、制备方法及主要应用,金属基复合材料
的开发难点、热点。
重点内容:
第三部分复合材料的增强材料 1、金属基复合材料的性能及制备方法。
2、金属基复合材料的开发难点和热点。
难点:金属基复合材料的结构与性能的关系。
第十二章金属基复合材料熟悉内容:金属基复合材料中的应用状况和发展趋势。
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主要英文词汇: Powder metallurgy method of metal matrix
Composite material---posite---金属基复合材料的粉末冶金法
posite material---先进复合材料 Immersed treatment of reinforced surface in metal-
Macromechanics posite---复合材料宏观力学 posite---金属基复合材料增强表面涂浸
Reaction posite interface---复合材料界面反应处理
Compatibility posite interface---复合材料的界 Vacuum-casting of metal-posite---金属基复
面相容性合材料真空吸铸
Optimum design posite interface--- Particle reinforced metal-posite---颗粒增强
复合材料的界面优化设计金属基复合材料
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参考教材或资料:
1、复合材料学----周祖福(武汉理工大学出版社,2004年)
2、现代复合材料----陈华辉邓海金李明(中国物质出版社,1998)
3、复合材料概论----王荣国武卫莉(哈尔滨工业大学出版社,1999)
4、复合材料--------吴人洁(天津大学出版社,2000)
5、复合材料科学与工程---倪礼忠,陈麒(科学出版社,2002)
6、复合材料及其应用—尹洪峰,任耘(陕西***,2003)
7、高性能复合材料学---郝元恺,肖加余(化学工业出版社,2004)
8、新材料概论--- 谭毅, 李敬锋(冶金工业出版社,2004)
9、先进复合材料----鲁云朱世杰马鸣图(***已出版社,2004)
10、复合材料--------周曦亚(化学工业出版社,2005)
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金属基复合材料的发展:
13、金属基复合材料
(1)产生于60年代,发展于90年代。
前言:
(2)最早应用于哥伦比亚号航天飞机的骨架:硼纤维/Al。
金属基复合材料的制备工艺方法对复合材料的性
由于硼纤维太昂贵,现在基本用碳纤维/Al复合材料来替
能有很大的影响,是金属基复合材料的重要研究内代硼纤维/Al。
容之一。(3)受制备工艺的限制,基本还处于实验室阶段。
金属基复合材料与树脂基复合材料比,优点在于:
工作温度高; 金属基复合材料的应用:
横向机械性能好; 最初,比强度、比模量高,尺寸稳定等优点;而
层间剪切强度高; 用于航天、航空等部门;
耐磨损、导电、导热; 近年来,随着新制造工艺的出现,廉价增强体
不吸湿、不老化; (SiC、陶瓷短纤维等),金属基复合材料开始用于
尺寸稳定,可采用金属加工方法。民用部门。
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金属基复合材料的研究重点: 用途分类:
(1)不同基体和不同增强相复合效果、复合材料的
结构型:
设计和性能; 低温:铝(合金)、镁(合金)基复合材料,
(2)增强相/基体的界面优化、界面设计; 350度或略高;
(3)制备工艺研究,以提高复合材料的性能和降低成本; 中温:钛(合金)基
600-650度下;
(4)新型增强剂的研究开发;
高温:镍(合金)基
(5)复合材料的扩大应用。 1000度以上工作。
功能型:
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金属基复合材料优异的高温性能主要是增强体赋予的。增强体的作用:
结构型金属基复合材料按增强体分类: 连续纤维或长纤维增强:
连续纤维增强;
非连续增强体增强; 以高性能的纤维为增强体,金属或其合金作为基
不同金属板的积层复合。体。纤维为承受复合的主要组元,纤维的加入大大改
善了材料的力学性能,也提高了耐热性能。
功能型金属基复合材料:
例如:半导体器件底板受热容易翘曲,使硅片上产生常用的纤维:硼纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅、
微裂纹;采用铜和碳纤维复合后,刚性提高,同时调氧化硅纤维等。
节了膨胀系数。