郑州大学复合材料学课件第三章mmc1.ppt

Chapter4金属基复合材料(posite)Chapter3:(posite),简称(MMC)是以金属及其合金为基体,与一种或几种非金属增强相人工结合成的复合材料。Chapter3::posite70年代中期C纤维增强铝基复合材料70年代末碳化硅纤维、晶须、颗粒氧化铝纤维增强铝增强钛Al203短纤维/Al汽车活塞(活塞环)(丰田汽车公司)(左图)SiCp/Al连杆,锻件替代钢连杆,减重6Kg(福特、通用汽车公司)(中图)SiCp/Al,Al203p/Al汽车刹车盘,减重60%(丰田、福特和通用汽车公司)(右图)Chapter3:posite80年代制备工艺技术的研究★压铸成型★半固态成型★喷射沉积★原位金属直接氧化法★反应生产法90年代-界面(interface)★界面稳定性★界面产物及作用★界面结构★界面反应控制★界面与性能的关系★MMC研究和开发的集中方向:MMC的发展特点是:基体的多样性;品种变化性;技术的复杂性;使用的局限性和长期预研性。因此,MMC的研究开发主要集中在以下方向:●不同金属基与不同种类、形态的增强材料复合●新型增强材料的开发,包括金属与非金属、颗粒、晶须,片晶等●制备工艺的开发和研究●增强相/基体界面优化的研究●扩大MMC材料的应用范围和领域Chapter3::金属基复合材料作为结构材料具有一系列和金属性能相似的特点,随着科技的发展,单一的金属或其合金难以满足要求,金属基复合材料通过和高强度、高模量、耐热性性好的纤维或颗粒晶须等复合后,可以获得比其基体金属或合金在比强度、比模量、高温性能等性能更好的新型工程材料,其主要的性能特点有:●高比强度、比模量●高韧性和高冲击性能●具有较好的高温性能●表面耐久性好,表面缺陷敏感性低●良好的导热、导电性能●良好的热匹配性●良好的再加工性能Chapter3:posite●高比强度、比模量与结构陶瓷和聚合物材料相比,金属材料的高强度在复合材料中能得到更好的利用,右图为几种常用的金属基复合材料与常用金属材料(铝、钛合金及钢)的比强度和比模量的比较,纤维增强材料的比强度和比模量明显优于金属材料;而颗粒增强复合材料在比模量上有显著提高。Chapter3:posite