金属基复合材料知识讲解
第六章金属基复合材料
复合材料强度同组分性能间的关系 可用如下的公式表示：
C *F.VFM.VM
式中，C*表示复合材料的抗拉强度，即复合 材料原始面积上的应力； F为所有纤维上的平均 应力； M是基体在断裂时的平均应力；VF和VM 是纤维和基体的体积分数。
45
如果没有孔隙及第三相存在，则应有
VFVM1
对于脆性材料或高强度材料，这种要求 是非常重要的。
由于复合材料的强度取决于纤维的束强 度，这种束强度与每个纤维的强度有关。因 此，需使各个纤维的强度驱于一致。
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(G)抗损伤或抗磨损性能。 脆性纤维对湿暴露或表而磨损特别敏感， 这些缺点对一般复合工艺都有不利影响。
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下表列出了一些重要的增强纤维及其性能
下图给出了二维阻滞力的示意图。
61
负荷
二维裂纹的扩展
箭头表示纤维上的剪切应力
62
如果这些力平均分配在最近邻的六根纤 维上及平均纤维应力是2.8GPa时，则在纤维 断裂时，加给邻近纤维的局部附加张应力就 是2.8GPa，或者说每邻近纤维上的附加张应 力是0.45GPa。
63
纤维断裂处的附加应力值最大，而在离 开断头端的距离等于临界剪切传递长度处， 附加应力减小到零。
而与树脂基复合材料相比，它又具有 优良的导电性与耐热性；
与陶瓷基材料相比，它又具有高韧性 和高冲击性能。
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金属基复合材料的这些优良的性能决 定了它已从诞生之日起就成了新材料家族 中的重要一员，它已经在一些领域里得到 应用并且其应用领域正在逐步扩大。
4
一、金属基复合材料的种类
金属基复合材料是以金属为基体，以 高强度的第二相为增强体而制得的复合材 料。因此，对这种材料的分类既可按基体 来进行、也可按增强体来进行。
金属层状复合材料与金属基复合材料
金属层状复合材料与金属基复合材料一、金属层状复合材料与金属基复合材料的概念与分类1.1 金属层状复合材料的定义与特点金属层状复合材料是由多层金属片通过堆叠、压制或焊接等工艺制备而成的一类复合材料。
其具有以下特点： - 高强度和刚度：由于金属片的堆叠层数多，可以提高材料的强度和刚度。
- 轻质：相比传统的实心金属材料，金属层状复合材料的重量更轻。
- 耐高温：金属层状复合材料通常由高温合金制备，具有良好的高温性能。
- 优异的抗疲劳性能：金属层状复合材料能够承受长时间的重复加载而不容易疲劳破坏。
1.2 金属基复合材料的定义与特点金属基复合材料是以金属为基体，通过添加一定量的非金属相（如陶瓷颗粒、纤维等）形成的复合材料。
其具有以下特点： - 高强度和硬度：添加非金属相后可以显著提高材料的强度和硬度。
- 低密度：相对于普通金属材料，金属基复合材料的密度更低，有利于减轻结构负荷。
- 耐磨损性能：添加的非金属相可以增加金属基复合材料的耐磨损性能。
- 良好的导热性能：金属基复合材料具有良好的导热性能，适用于高温工况。
二、金属层状复合材料的制备方法与应用领域2.1 金属层状复合材料的制备方法2.1.1 堆叠法通过将多层金属片按一定顺序堆叠在一起，并加热至一定温度进行压制，形成金属层状复合材料。
### 2.1.2 焊接法利用金属的焊接工艺将多层金属片进行连接，形成金属层状复合材料。
### 2.1.3 粘结法通过在金属片之间涂布粘结剂，然后将金属片经过压制黏合在一起，形成金属层状复合材料。
2.2 金属层状复合材料的应用领域•航空航天领域：金属层状复合材料具有优异的强度和轻质特性，适用于航空航天结构件的制造，如飞机机身、发动机部件等。
•汽车领域：金属层状复合材料可以用于制造汽车车身结构，降低整车的重量，提高燃油经济性。
•建筑领域：金属层状复合材料的高强度和刚度特性，使其成为建筑结构中的重要材料，如大跨度屋顶、桥梁等。
一张图看懂金属基复合材料
金属基复合材料的特点
高比强度、 比模量 良好的导热、
... 导电性能
不吸潮、不老 化、气密性好
热膨胀系数小、 尺寸稳定性好
良好的断裂韧性 和抗疲劳性能
机械结合
浸润与溶解结合 化学反应结合
主要依靠增强剂的粗 糙表面的机械“锚固”
力结合。
如相互溶解严重，也 可能发生溶解后析出 现象，严重损伤增强 剂，降低复合材料的
性能。
大多数金属基复合 材料的基体与增强 相之间的界面处存 在着化学势梯度。 只要存在着有利的 动力学条件，就可 能发生相互扩散和
化学反应。
0190 全球金属基复合材料的产量分析
2015年全球金属基复合材料的产量为 6,673.8吨，预计2020年金属基复合材料的 产量为8,859.1吨。年复增长率为5.8%。
全球金属基复合材料产量分析/吨
4,500.00 4,000.00 3,500.00 3,000.00 2,500.00 2,000.00 1,500.00 1,000.00
金属基复合材料分类
增强体
颗粒增强金属基 复合材料
短纤维、晶须增强金 属基复合材料
长纤维强金属基复合 材料
层状复合材料
...
基体
铝基复合材料 铜基复合材料 镁基复合材料 钛基复合材料 镍基复合材料
...
结构复 合材料
功能复 合材料
金属复合材 料
来源：金属基复合材料-赵玉涛-2007，机械工业出版社
金属基复合材料的制备工艺主要有四大类： （1）固态法：(2) 液态法： (3) 喷射与喷 涂沉积法； (4) 原位复合法。
金属基复合材料的特性
金属基复合材料的特性金属基复合材料是一种由金属基体和非金属增强相组成的材料。
它具有独特的特性，使其在许多领域得到广泛应用。
本文将介绍金属基复合材料的特性，包括高强度、高刚度、耐磨性、耐腐蚀性和导热性。
1. 高强度金属基复合材料具有较高的强度，这是由于增强相的加入使其具有更好的抗拉强度和屈服强度。
增强相可以是纤维、颗粒或片状材料，如碳纤维、陶瓷颗粒或硼片。
这些增强相的加入可以有效地提高金属基体的强度，使其在承受高载荷时不易发生变形或破裂。
2. 高刚度金属基复合材料的刚度也较高，这是由于增强相的加入使其具有更好的抗弯刚度和剪切刚度。
增强相的加入可以有效地提高金属基体的刚度，使其在受力时不易发生变形或屈曲。
这使得金属基复合材料在需要高刚度的应用中具有优势，如航空航天、汽车和船舶制造等领域。
3. 耐磨性金属基复合材料具有较好的耐磨性，这是由于增强相的加入使其具有更好的耐磨性能。
增强相可以有效地提高金属基体的硬度和耐磨性，使其在摩擦和磨损环境中具有更长的使用寿命。
这使得金属基复合材料在需要耐磨性的应用中得到广泛应用，如机械零件、刀具和轴承等领域。
4. 耐腐蚀性金属基复合材料具有较好的耐腐蚀性，这是由于增强相的加入使其具有更好的耐腐蚀性能。
增强相可以有效地提高金属基体的抗腐蚀能力，使其在腐蚀介质中具有更长的使用寿命。
这使得金属基复合材料在需要耐腐蚀性的应用中得到广泛应用，如化工设备、海洋工程和石油钻探等领域。
5. 导热性金属基复合材料具有较好的导热性，这是由于金属基体的导热性能较好。
金属基体可以有效地传导热量，使其在需要导热性的应用中具有优势，如散热器、电子器件和航空发动机等领域。
综上所述，金属基复合材料具有高强度、高刚度、耐磨性、耐腐蚀性和导热性等特性。
这些特性使得金属基复合材料在许多领域得到广泛应用，如航空航天、汽车、机械制造和化工等领域。
随着科技的不断进步，金属基复合材料的特性将得到进一步的提升和应用拓展。
金属层状复合材料与金属基复合材料
金属层状复合材料与金属基复合材料1. 介绍金属层状复合材料和金属基复合材料是现代工程领域中常用的新型材料。
它们由不同种类的金属或金属与非金属组成，通过特定的加工工艺和界面结合方式形成复合结构。
这些材料具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和热传导性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
2. 金属层状复合材料2.1 定义和组成金属层状复合材料由两种或多种不同厚度的金属片按一定顺序叠加而成。
每一层金属片被称为一道或一片，它们通过界面结合在一起。
通常，这些界面可以通过机械锁定、冷焊接或粘接等方式实现。
2.2 特点和应用金属层状复合材料具有以下特点：•强度高：由于不同种类的金属具有不同的力学性能，叠加在一起可以充分利用各种金属的优点，提高整体强度。
•耐腐蚀性好：通过选择耐腐蚀性能好的金属作为界面材料，可以提高复合材料的耐腐蚀性能。
•热传导性能好：金属层状复合材料中金属之间的界面接触面积大，热传导效率高，适用于需要良好热传导性能的场合。
金属层状复合材料在航空航天、汽车制造和电子设备等领域有广泛的应用。
在飞机结构中使用金属层状复合材料可以减轻重量、提高强度；在汽车发动机中使用金属层状复合材料可以提高散热效果、延长使用寿命；在电子设备中使用金属层状复合材料可以提高散热性能、保护电路。
3. 金属基复合材料3.1 定义和组成金属基复合材料是以金属作为基体，通过添加一定比例的非金属相（如陶瓷颗粒、纤维等）来改善其力学性能和功能特性的复合材料。
非金属相可以均匀分布在金属基体中，也可以形成离散的颗粒或纤维。
3.2 特点和应用金属基复合材料具有以下特点：•强度高：添加非金属相可以增加金属基体的强度、硬度和刚性，提高整体力学性能。
•耐磨损性好：非金属相具有较高的硬度和耐磨损性，可以提高复合材料的耐磨损性能。
•导电性能良好：金属基复合材料仍然保持了金属的导电性能，适用于需要导电功能的场合。
金属基复合材料在航空航天、汽车制造和电子设备等领域也有广泛的应用。
金属基复合材料
腐蚀、抗蠕变和耐疲劳等优异性能，主要用于制造高 温下工作的零部件。
（3）钛基复合材料 比任何其他的结构材料具有更高的比强度，且耐热性好
，抗蚀性能优异。
2.按增强体分类 （1）颗粒增强复合材料 （2）层状复合材料 （3）纤维增强复合材料 6.1.2 金属基复合材料中增强体的性质 连续纤维增强对金属基体的增强效果最好，对于纤维状增
除了上述制造工艺外，还有电沉积、金属粉末成型、铸造和 纤维缠绕配合等工艺。常用纤维缠绕加等离子喷涂基体这样 的工艺来制造平板和大直径圆环，具有极好的高温强度和耐 疲劳性能。
对表面磨损和腐蚀不敏感，具有良好的高温性能，但在 500℃以上暴露于氧气中，短时间纤维强度就会受损，可对 纤维表面进行涂层，如涂覆碳化硅层。
▪ （2）基体
▪ 基体应具有良好的综合性能：较高的断裂韧性，较强的阻止 纤维断裂处或劈裂处的裂纹扩展能力；较强的抗腐蚀性，较 高的强度等。对于高温下使用的复合材料，还要求基体具有 较好的抗蠕变性和抗氧化性。此外，基体应能熔焊或钎焊。 应用最普遍的是采用变形铝为基体用固态热压法制得的复合 材料。
强体，对其性能具有以下基本要求：
金属基复合材料概述
金属基复合材料的分类：按基体分：黑色金属基、有色金属基按增强体分：连续纤维增强金属基复合材料、非连续金属基复合材料（颗粒、短纤维、晶须）；混合增强、层板增强、自生增强金属基复合材料。
金属基复合材料的性能特点：力学性能：金属具有良好的塑形和韧性，加入适量的高强度、高模量、低密度的增强体，可显著提高复合材料的比强度和比模量。
导热、导电性能好，热膨胀系数小、尺寸稳定性好。
耐磨性好。
良好的高温性能良好的断裂韧性和抗疲劳性能（取决于增强体与金属基体的界面结合情况）。
制备方法：2.1、原位自生法2.2、粉末冶金法2.3、喷射沉积法2.4、搅拌铸造法2.5、挤压铸造法一．内生增强的金属基复材的特点.答：1.增强体试从金属体中原位形核、长大的热力学稳定相，因此，增强体表面无污染，避免了与基体相容性不良的问题，且界面结合强度高。
2.通过合理选择反应元素（或化合物)的类型、成分及其反应性，可有效地控制原位生成增强体的种类、大小、分布和数量。
3.省去了增强体单位合成、处理和加入等工序，因此其工艺简单，成本较低。
4.从液态金属基体中原位形成增强体的工艺，可用铸造方法制备形状复杂、尺寸较大的近净成形构件。
5.在保证材料具有较好的韧性和高温性能的同时，可较大程度地提高材料的强度和弹性模量。
补：外加增强的金属基复材的特点：1.颗粒表面有污染；2.界面结合差；3.润湿性。
二.金属基复材的特点. 答：1.高比强度、高比模量；2.导热、导电性能；3.热膨胀系数小，尺寸稳定性好；4.良好的高温性能；5.耐磨性好；6.良好的疲劳性能和断裂韧度；7.不吸潮，不老化，气密性好。
三增强体的作用.答:传递作用承受力，提高金属基体的强度、模量、耐热性、耐磨性等性能。
四.金属基复材增强体应有的基本特性答:1.增强体具有能明显提高金属基体某种所需特性的性能；2.增强体应具有良好的化学稳定性；3.与金属有良好的浸润性。
五选择增强体的原则. 答：1.力学性能：杨氏模量和塑性强度；2.物理性能：密度和热扩散系数；3.几何性：形貌和尺寸；4.物理化学相容性；5.成本因素。
复合材料学(第六章 金属基复合材料)
缠绕鼓(基体箔材)纤维定向定间距缠绕 涂敷聚合物粘结剂定位。
21
等离子喷涂纤维/基体箔材先驱（预制）带（板）：
纤维定向定间距缠绕 等离子喷涂基体粉末定位。
22
PVD法纤维/基体复合丝
采用物理气相沉积（PVD） 手段将基体金属均匀沉积 到纤维表面上，形成纤维 /基体复合丝。
（2）粉末冶金多孔材料。又称多孔烧结材料。材料内部孔 道纵横交错、互相贯通，一般有30％～60％的体积孔隙 度，孔径1～100微米。透过性能和导热、导电性能好， 耐高温、低温，抗热震，抗介质腐蚀。用于制造过滤器、 多孔电极、灭火装置、防冻装置等。
（3）粉末冶金结构材料。又称烧结结构材料。能承受拉伸、 压缩、扭曲等载荷，并能在摩擦磨损条件下工作。
(4) 无压浸渗法（Lanxide法）
美国Lanxide公司开发的一 种新工艺。将增强材料制成 预制体，放置于由氧化铝制 成的容器中。再将基体金属 坯料置于增强材料预制体上 部。然后一齐装入可通入流 动氮气的加热炉中。通过加 热，基体金属熔化，并自发 浸渗入网络状增强材料预制
体中。
无压浸渗法工艺原理示意图
4
• 金属基复合材料的例子可追溯到古文明时期。 在土耳其发现的公元前7000年的铜锥子，它是 经过反复拓平与锤打研制成的。在这个过程个， 非金属夹杂物被拉长。
• 弥散强化金属材料：始于1924年，Schmit关于 铝／氧化铝粉末烧结，导致上世纪50及60年代 的广泛研究。
• 沉淀强化的理论开始于30年代，并在以后的几 十年里得到了发展。
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(3) 喷射成型法（Ospray，Spray Co-deposition）
在高速惰性气体射流 的作用下，液态金属形成 “雾化锥”；同时通过一 个或多个喷嘴向“雾化锥” 喷射入增强颗粒，使之与 金属雾化液滴一齐在一基 板（收集器）上沉积并快 速凝固形成颗粒增强金属
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金属基复合材料1、复合材料的定义和分类是什么？定义：是由两种或多种不同类型、不同性质、不同相材料，运用适当的方法，将其组合成具有整体结构、性能优异的一类新型材料体系。
分类：按用途可分为：功能复合材料和结构复合材料。
结构复合材料占了绝大多数。
按基体材料类型分类可分为：聚合物基复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料（包括陶瓷基复合材料、水泥基复合材料、玻璃基复合材料）按增强材料形态可分为：纤维增强复合材料（包括连续纤维和不连续纤维）、颗粒增强复合材料、片材增强复合材料、层叠式复合材料。
3、金属基复合材料增强体的特性及分类有哪些？增强物是金属基复合材料的重要组成部分，具有以下特性：1）能明显提高金属基体某种所需特性：高的比强度、比模量、高导热性、耐热性、耐磨性、低热膨胀性等，以便赋予金属基体某种所需的特性和综合性能；2）具有良好的化学稳定性：在金属基复合材料制备和使用过程中其组织结构和性能不发生明显的变化和退化；3）有良好的浸润性：与金属有良好的浸润性，或通过表面处理能与金属良好浸润，基体良好复合和分布均匀。
此外，增强物的成本也是应考虑的一个重要因素。
分类：纤维类增强体（如：连续长纤维、短纤维）、颗粒类增强体、晶须类增强体、其它增强体(如：金属丝)。
4、金属基复合材料基体的选择原则有哪些？ 1）、金属基复合材料的使用要求；2）、金属基复合材料组成的特点；3）、基体金属与增强物的相容性。
5、金属基复合材料如何设计？复合材料设计问题要求确定增强体的几何特征（连续纤维、颗粒等）、基体材料、增强材料和增强体的微观结构以及增强体的体积分数。
一般来说，复合材料及结构设计大体上可分为如下步骤：1）对环境与负载的要求：机械负载、热应力、潮湿环境 2）选择材料：基体材料、增强材料、几何形状 3）成型方法、工艺、过程优化设计 4）复合材料响应：应力场、温度场等、设计变量优化 5）损伤及破坏分析：强度准则、损伤机理、破坏过程6、金属基复合材料制造中的关键技术问题有哪些？1）加工温度高，在高温下易发生不利的化学反应。
在加工过程中，为了确保基体的浸润性和流动性，需要采用很高的加工温度（往往接近或高于基体的熔点）。
在高温下，基体与增强材料易发生界面反应，有时会发生氧化生成有害的反应产物。
这些反应往往会对增强材料造成损害，形成过强结合界面。
过强结合界面会使材料产生早期低应力破坏。
高温下反应产物通常呈脆性，会成为复合材料整体破坏的裂纹源。
因此控制复合材料的加工温度是一项关键技术。
2）增强材料与基体浸润性差是金属基复合材料制造的又一关键技术，绝大多数的金属基复合材料如：碳/铝、碳/镁、碳化硅/铝、氧化铝/铜等，基体对增强材料浸润性差，有时根本不发生润湿现象。
3）按结构设计需求，使增强材料按所需方向均匀地分布于基体中也是金属基复合材料制造中的关键技术之一。
增强材料的种类较多，如短纤维、晶须、颗粒等，也有直径较粗的单丝，直径较细的纤维束等。
在尺寸形态、理化性能上也有很大差异，使其均匀地、或按设计强度的需要分布比较困难。
7、金属基复合材料的成形加工技术有哪些? 1）铸造成型，按增强材料和金属液体的混合方式不同可分为搅拌铸造成型、正压铸造成型、铸造成型。
2）塑性成形，包括铝基复合材料的拉伸塑性、金属基复合材料的高温压缩变形、铝基复合材料的轧制塑性、铝基复合材料的挤压塑性、金属基复合材料的蠕变性能、非连续增强金属基复合材料的超塑性（包括组织超塑性、相变超塑性、其他超塑性）。
3）连接，具体又可分为：应用于MMCs 的常规连接技术（包括熔融焊接、固相连接、钎焊、胶粘），新型MMCs 连接技术（包括等离子喷涂法、快速红外连接法(RIJ )），机械切削加工（包括5.4.1 SiCw/Al复合材料的切削加工、（Al3Zr+Al2O3）P/ZL101A原位复合材料的切削加工）。
8、金属基复合材料的各种界面结合机制？1）机械结合：基体与增强物之间纯粹靠机械连接的一种结合形式，由粗糙的增强物表面及基体的收缩产生的摩擦力完成；2）溶解和润湿结合：基体与增强物之间发生润湿，并伴随一定程度的相互溶解而产生的一种结合形式；3）反应结合：基体与增强物之间发生化学反应，在界面上形成化合物而产生的一种结合形式；4）交换反应结合：基体与增强物之间，除发生化学反应在界面上形成化合物外，还有通过扩散发生元素交换的一种结合形式；5）氧化物结合：这种结合实际上是反应结合的一种特殊情况；6）混合结合：这种结合是最重要、最普遍的结合形式之一，因为在实际的复合材料中经常同时存在几种结合形式。
9、影响金属基复合材料性能的关键因素?损伤及失效机制？性能影响因素：基体影响、增强体影响、基体和增强体相容性的影响、工艺的影响、界面的影响。
金属基复合材料的损伤与失效通常包括三种形式：增强相的断裂导致的基体塑性失效，增强相和基体之间界面的脱开导致的基体塑性失效，基体内孔洞的成核、长大与汇合导致的基体塑性失效。
10、金属基复合材料的应用及发展趋势？制约其应用的关键问题？金属基复合材料自进入工业应用发展阶段以来，逐步拓宽了应用范围，大体有以下应用：1）在航天领域的应用：连续纤维增强金属基复合材料在航天器上的应用，铝基复合材料在导弹中的应用，铝基复合材料在航天领域的其他应用；2）在汽车工业上的应用：在内燃机方面的应用，在制动系统上的应用；3）在电子封装领域的应用。
其发展趋势集中在以下方面：完善非连续增强金属基复合材料体系，重点发展高性能低成本非连续增强金属基复合材料，开展非连续增强金属基复合材料制备科学基础和制备工艺方法研究，开展非连续增强金属基复合材料热处理技术的研究，开展非连续增强金属基复合材料高温塑性变形和高速超塑性研究，开展非连续增强金属基复合材料的机械加工研究，开展非连续增强金属基复合材料在不同环境下的行为研究，开展非连续增强金属基复合材料的连接技术研究。
有许多因素与金属基复合材料（MMCs ）的大规模应用相关联，原材料制备方法、二次加工、回收能力、质量控制技术等都制约着MMCs 的应用。
从MMCs 在汽车和航空、航天领域中的应用来看，应用成本是主要的制约因素，而增强体的成本高是造成复合材料应用成本居高不下的主要原因。
具体关键问题有：增强体的选择问题、生产数量、局部增强手段、二次加工性能、回收能力、质量控制体系。
11、什么是SHS法原位生成技术，举例说明其过程。
其基本原理是：将增强相的组分原料与金属粉末混合，压坯成型，在真空或惰性气氛中预热引燃，使组分之间发生放热化学反应，放出的热量、引起未反应的邻近部分继续反应，直至全部完成。
反应生成物即为增强相呈弥散分布于基体中，颗粒尺寸可达亚微米级。
其典型工艺为：利用合金熔体的高温引燃铸型中的固体SHS系，通过控制反应物和生成物的位置，在铸件表面形成复合涂层，它可使SHS材料合成与致密化、铸件的成形与表面涂层的制备同时完成。
潘复生等人将SHS技术和铸渗工艺相结合，制备了颗粒增强的铁基复合材料涂层。
在这种工艺中，SHS 过程使基体产生一定数量的增强颗粒，而随后的熔铸过程则利用高温金属液的流动，对SHS过程中易产生的孔隙进行充填，因此两个过程的综合作用下获得较为致密的复合材料。
12、什么是LSM法原位生成技术，举例说明其过程。
其基本原理是将含有Ti和B的盐类（如KBF4和K2TiF6）混合后，加入到高温的金属熔体中，在高温作用下，所加盐中的Ti和B就会被金属还原出来而在金属熔体中反应形成TiB2增强粒子，扒去不必要的的副产物，浇注冷却后即获得了原位TiB2增强的金属基复合材料。
13、金属基复合材料的界面优化和控制途径有哪些？1）对增强材料进项表面涂层处理：在增强材料组元上预先涂层以改善增强材料与基体的浸润性，同时涂层还应起到防止发生反应阻挡层的作用；2）选择金属元素：改善基体的合金成分，造成某一元素在界面上富集形成阻挡层来控制界面反应，尽量选择避免易参与界面反应生成脆硬界面相、造成强界面结合的合金元素；3）优化制备工艺和参数，金属基复合材料的界面反应程度主要取决于制备方法和工艺参数，因此优化制备工艺和严格控制工艺参数是优化界面结构和控制界面反应发应的有效途径。
14、汽车、摩托车的刹车盘原来采用铸铁材料，查找相关资料并结合你的思考，分析其工作条件和提出其性能要求，然后指出你选用或设计何种复合材料并说明，最后提出你的制备思路。
汽车、摩托车的刹车盘工作在高温、高压下，摩擦的条件下，磨损非常严重。
因此刹车盘应该具有耐磨、耐高温（良好的导热性）、抗疲劳性等性能。
综合其工作条件及满足其性能要求，我们可以选用颗粒增强型铝基复合材料。
选用的增强体颗粒是SiCP，制备方法为真空压力浸渍法。
因为颗粒增强铝，得到的材料具有耐一定的高温，耐磨，导热性好，抗疲劳性好的优点。
制备思路：同下图15、集成电路现在应用广泛，现在集成电路现在越来越来越高，功率越来越大，为保证其可靠性，查找相关资料并结合你的思考，分析其工作条件和提出其性能要求，然后指出你选用和设计何种复合材料并说明理由，最后提出你的制备思路。
集成电路长时间高负荷运转，因此本身处于较高温度条件下，因此需要寻找高导热系数的材料作为分装基材，但这种材料还需要同时满足与电路硅片及基绝缘陶瓷基板的热膨胀系数（CTE）相匹配的要求，否则会因热失配形成残余应力损害电路。
因此可以选用真空压力浸渍法进行了碳化硅颗粒增强铝封装器件。
基体是铝，增强颗粒是碳化硅。
这种铝基复合材料导热系数高，并且能与电路硅片和基绝缘陶瓷基板热膨胀系数相匹配，满足集成电路所需要的性能要求。
1.内生增强的金属基复合材料具有如下特点（第5页）：1）增强体是从金属基体中原位形核、长大的热力学稳定相，因此，增强体表面无污染，避免了与基体相容性不良的问题，且界面结合强度高。
2）通过合理选择反应元素（或化合物）的类型、成分及其反应性，可有效地控制原位生成增强体的种类、大小、分布和数量。
3）省去了增强体单独合成、处理和加入等工序，因此，其工艺简单，成本较低。
4）从液态金属基体汇总原位形成增强体的工艺，可用铸造方法制备形状复杂、尺寸较大的近净成形构件。
5）在保证材料具有较好的韧性和高温性能的同时，可较大幅度地提高材料的强度和弹性模量。
2.金属基复合材料特性（第5页）：高比强度，高比模量良好的导电导热性能热膨胀系数小，尺寸稳定性好良好的高温性能耐磨性能好良好的疲劳性能和断裂韧度不吸潮，不老化，气密性好1.增强体的作用（第8页）增强体是金属基复合材料的重要组成部分，它起着提高金属基体的强度、模量、耐热性、耐磨性等性能的作用。
2.选择增强体的主要考虑因素（5个）（原则）（1）力学性能：杨氏模量和塑性强度；（2）物理性能：密度和热扩散系数；（3）几何特性：形貌和尺寸；（4）物理化学相容性；（5）成本因素。