用于空间技术的纤维增强金属基复合材料

用高强度、高模量的耐热纤维增强金属可以制得优异的复合材料。若控制其中纤维的含量和分布,可以获得性能范围很宽、满足各种特殊要求的金属基复合材料,在一些     

纤维增强金属基复合材料研究进展

由于金属基复合材料具有良好的综合性能,纤维或颗粒增强金属基复合材料制备技术仍是未来新材料的重要研究领域之一。本文归纳总结了常见纤维增强体的特点及其应用领域,纤维增强金属基复合材料制备方法,以及粉末冶金、真空热压烧结、挤压铸造、真空压力浸渗等制备工艺的优点和缺点。对纤维和基体的界面润湿性及表面改性对力学性能和耐磨性的影响进行了概述,并对未来纤维增强金属基复合材料进行了展望。     

预浸料工艺制备氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料

氧化物/氧化物陶瓷基复合材料的增强体和基体均由氧化物构成,不存在氧化问题,是长寿命高可靠性构件的理想选材,可在1000~1300℃的高温环镜中可长期使用。本文借鉴树脂基复合材料单向纤维湿法预浸料制备工艺,通过配置氧化铝粉体料浆在缠绕式湿法预浸机上制备了单向氧化铝纤维预浸料,然后预浸料经铺层模压和高温热处理获得了氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料,同时对复合材料性能进行了表征。结果表明,氧化铝粉体料浆的固含量在50vol%,料浆溶剂中水和丙三醇的比例为3:1,纤维的走丝速度为6m/min,滚筒平行进度为0.5mm时可获得无缝隙,无纤维重叠、表面平整光滑的预浸料。通过预浸料铺层热压成型制备的复合材料拉伸强度高达208.2MPa,弯曲强度为386.7MPa。和料浆涂刷二维纤维布工艺相比,力学性能大幅度提高,且预浸料工艺具有易存储、操作简单、适于工业化生产等优势。     

用涂层粉末制造金属基复合材料

美国加里福尼亚的Ｐｏｗｄｅｒｍｅｔ公司利用喷涂成形的铝涂层碳化硅颗粒状粉末制得了高刚度、高强度的铝金属基复合材料。这种复合材料的弹性模量可达 180ＧＰａ以上 ,而强度高达 4 14ＭＰａ以上。这一新材料是该公司为完成与美国国防部所签订的一项同合而开发的 ,发明的目的在于降低弹导结构、光学元件、飞机结构和发动机构件用材料的生产成本并简化设计。新开发的材料所用涂层粉末是一种“微包套”粉末 ,每一颗粉末都在表面包复了一层其它材料 ,即是在碳化硅颗粒表面包复了一薄层铝 ,因此 ,所制成的复合材料几乎无偏析和铝的不均匀分布…     

涂层刀具钻削金属基复合材料

为改善金属基复合材料的加工质量,提高加工精度,对表面涂覆金刚石薄层的涂层刀具开展了钻削实验研究。结果表明,与未涂层刀具相比,涂层刀具轴向力小,磨损程度轻,钻孔几何轮廓规则且表面质量好,是钻削加工金属基复合材料的优先首选。     

金属基复合材料涂层摩擦学的研究进展

对金属基复合材料涂层的减摩抗磨性能和制动摩擦性能、涂层的摩擦磨损机理和影响涂层摩擦磨损性能若干因素的研究现状进行了综述，并指出有关涂层材料与基体的匹配规律、不同基材上涂层制备工艺的优化、多组元涂层及多层涂层的设计和制备工艺、纳米尺度涂层技术、涂层内应力的控制、涂层减摩抗摩机理以及制动摩擦机理等方面是今后在金属基复合材料涂层摩擦学方面值得进一步研究的问题。     

无机纤维增强的金属基复合材料

无机纤维增强的金属基复合材料通常作为钛、铝、镁等金属基体强化用的纤维，多用预先经过表面处理的碳化硅之类纤维，但这类增强纤维往往在熔助金属中浸渍后引起强度的显著降低，以致使所制成的复合材料与其理论值相差甚远。为改善这一状况，日本宇部兴产公司开发了金属基...     

非连续纤维增强金属基复合材料研究进展

综述了目前国内外非连续纤维增强金属基复合材料的制备方法，包括粉末法、喷射沉积法、铸造法和原位复合法。     

金属基复合材料

低压加压熔渗法制造纤维强化金属基复合材料在金属基复合材料制造工业之中，高压加压熔渗法是一种生产效率很高的液相生产方法，已被广泛应用。但这一方法还存在有不少缺点，最主要的缺点有必须预先制得能耐熔渗高压(～100MPa)的预型坯等。因此，日本的材料科学家开发了低压加压熔渗(LPI)法，该法是将预型坯改换成了由强化颗粒与金属颗粒所组成的混合强化粒子，     

金属基复合材料

金属基复合材料（MMCh）可以提高基体金属的极限使用温度,提高金属强度、刚度、热稳定性、耐磨性、抗拉变性和尺寸稳定性．MMCh具有基体的金属特性（如导热和导电）、可加工住以及同环境的相互作用等．MMCh分为连续增强和不连续增强两大类．选择增强体首先需考虑它同基体金尼的相容性,若增强体与基体之间界面连接很差,或者界面反应过度,都将损害MMCh的性能．这时,需对增强体进行表面处理（涂层等）或改变基体合金成分．制备MMCh的工艺主要有两步：一是原料复合成复合材料;二是复合体加工成器件．具体加工方法有固态方法、搅拌铸…     

金属基复合材料

金属材料通过用其它金属或非金属颗粒或纤维作为增强剂加以强化,就有可能获得单一材料所不可能达到的性能。金属基复合材料能够提供比基体金属更高的使用温度,同时强度、刚度、导热性、耐磨性、抗蠕变断裂强度以及尺寸稳定性能都得到提高和改进。作为增强剂有连续的和不连续的两种类型,其复合份额自１０％至６０％（体积）。连续纤维（或丝）增强剂,包括有石墨、碳化硅、碳、氧化铝和难熔金属。不连续增强剂则主要是晶须状和颗粒状的ＳＩＣ,ＡＩ２Ｏ３,ＴｉＢ２,还有Ａｌ２Ｏ３;和石墨的短纤维或碎纤维。金属基复合材料几种典型的制…     

金属基复合材料

金属基复合材料在汽车发动机和宇宙飞船等方面的实用化 ,关键在于开发能耐苛刻工作环境要求的材料。采用特殊方法制作的Ａｌ2 Ｏ3之类氧化物纤维与Ｎｉ Ａｌ系金属间化合物或镍基高温合金复合化 ,获得了高温强度特性优越的金属基复合材料。当前已开发成功了一系列制取这类材料的新工艺 ,利用燃烧反应热实现的复合工艺。例如为了在铝与难被铝熔液浸润的ＳｉＣ颗粒之间实现自发浸渗而复合 ,在ＳｉＣ粉末中预先添加钛粉和Ｂ4 Ｃ粉通过其反应热而改善其润湿性 ,同时所生成的反应生成物还可起到强化剂的功能。基于同样的原理 ,通过气压浸渗法使镁…     

纤维增强金属基复合材料的应力集中及力学性能

本文提出了一种多裂纹模型，用此模型可以分析复合材料中的应力集中，界面脱粘、基体屈服及裂纹间交互作用，分析结果表明，在纤维中存在着较高的应力集中，基体屈服及反应层中裂纹密度增加都促进应力集中，而界面脱粘则使应力急中松弛，对于涂ＳｉＣ涂层的Ｃ／Ａｌ复合材料，最佳界面结合强度在１００￣３００ＭＰａ之间。     

纤维增强金属基复合材料的应力集中及力学性能

本文提出了一种多裂纹模型，用此模型可以分析复合材料中的应力集中、界面脱粘、基体屈服及裂纹间交互作用，分析结果表明，在纤维中存在着较高的应力集中，基体屈服及反应层中裂纹密度增加都促进应力集中，而界面脱粘则使应力集中松弛，对于涂SiC涂层的C／Al复合材料，最佳界面结合强度在100-300MPa之间。     

纤维增强金属基复合材料耐磨机制的研究

根据纤维增强金属基复合材料的结构特点，研究了界面在复合材料磨损过程中的作用，磨损时，复合材料的界面可消耗纹扩展能量，阻滞裂纹扩展，氧化铝短纤维增强硅合金合材料具有优异的耐磨性；基体中的合金元素有利于形成良好的界面，改善复合材料的耐磨性。     

铝金属基复合材料

火箭工业正转向铝基复合材料(MMCs)主要是为减轻结构件重量,在整个发动机上大量使用铝MMCs的潜力可分为三大类：刚性从动件;中温应用和低温应用。刚性从动件包括法兰、推力室外壳、支架结构等。这些部件通过焊合和栓合连接将载荷从一个件转移到另一件上。这些部件既不与热的燃烧产物直接接触,也不与冷的推进剂直接接触,而处于中度热和化学环境中运行。现行系统使用镍基超合金要求高刚度并同齿合表面有良好匹配。这些应用中的材料参数是高刚度(模量大于220GPa) 和在连接件中的耐磨能力。一种能够在总体上加工出具有复杂曲率半径的轴…     

连续纤维增强金属基复合材料蠕变性能研究

通过建立解析模型分析了蠕变过程中碳化硅纤维增强金属基复合材料各组分的应力和应变。结果表明,在常应变条件下,纤维承受的应力大小与外加载荷和残余应力有关,与蠕变时间无关;在常应力条件下,随时间延长,因为基体应力松弛,纤维承受的应力不断增加,且纤维体积分数一定时其承受的应力最大值仅取决于外加载荷。