第六章金属基体复合材料.ppt

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2、镁和镁合金
,熔点650℃。镁的低温塑性较低。镁的强度和模量都较低,但比模量和比强度高。镁的化学性能活泼,在室温可以与大气中氧发生作用生成氧化镁薄膜,抗腐蚀能力差。但在氢***酸水溶液中和碱类以及石油产品中具有较高的抗腐蚀能力。
目前常用的镁合金主要包括Mg--Mn,Mg--Al--Zn,Mg--Cr等耐热合金,可作为连续或不连续纤维复合材料的基体。
主要是以合金的形式被广泛的应用。例如,用于航天飞机、人造卫星、空间站、汽车发动机零件、刹车盘等,并已形成工业规模生产。
铝、镁基复合材料用于450℃以下,属于低温复合材料
镁和镁合金基体复合材料
,有两种晶形,-钛:六方密堆积,低于885℃时稳定;-钛:体心立方,高于885℃时稳定,熔点1678℃。
3、钛及钛合金
导热性好,热膨胀系数小。塑性好,延伸率可达50~70%。力学性能明显高于铝和镁。化学性能活泼,易与氧、氢、氮、碳发生化学反应形成稳定的化合物,极难提炼。在海水中具有极高的抗腐蚀性。在室温下对不同浓度的酸、碱的抗腐蚀性,但是不耐氢***酸
通过添加不同的合金元素,可以改变钛同素异形体的转变温度。添加铝、氧、氮、碳等元素,可以扩大相区,称为稳定剂。添加钼、钒、铌、钽等元素,可以扩大相区,所以称为稳定剂
钛合金
4、镍及镍合金
,熔点1455℃。有铁磁性和延展性,导电和导热性能好,力学性能明显好于铝和镁。常温下,在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,耐碱、盐溶液。用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金,也作加氢催化剂和用于陶瓷制品等。
加入钨、钼、钴、铬、铌等合金元素,使用温度可达650~1000℃,具有较高的强度、良好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力,用于制造燃气涡轮发动机的燃烧室等。用钨丝、钍钨丝增强镍基合金还可以大幅度提高高温性能。
5、铜及铜合金
,熔点1080℃。导电导热性好。铜的塑性好,强度和弹性模量不高,热膨胀系数大,容易铸造和加工。
铜在复合材料中的主要用途是作为铌基超导体的基体材料。
6、金属间化合物
通常是一些高温合金(如硅化物、铝化物、铍化物等),使用温度可达1600℃决定金属间化合物相结构的主要因素有电负性、尺寸因素和电子浓度等
使用温度界于高温合金和高温结构陶瓷之间。根据其组成,A、B两元之间可形成AB、A2B、A3B、A5B3、A7B6等化合物;根据组成元素,可分为铝化物、硅化物和铍化物。
密度小、弹性模量高,但室温脆性是致命弱点
Ti-Al系金属间化合物
低密度、高强度、高刚度、良好的高温性能、抗蠕变和抗氧化性能。Ti-Al系金属间化合物一般分2-Ti3Al和-TiAl两类。
但目前实用化的主要障碍有:1)难以热压加工;2)严重的室温脆性。
二、金属基体材料的选择原则
基体材料成分的正确选择,对能否充分组合和发挥基体金属和增强物的性能特点,获得预期的优异综合性能满足使用要求十分重要。所以,在选择基体金属时应考虑以下几方面: