铝基复合材料的发展现状及应用
颗粒增强铝基复合材料的研究与进展
颗粒 利用 率低
ｌ １
轧 制件
工 艺复 杂 润 湿 性 好 燃 气涡轮 机 ；热 交换机 ；耐 热
增 强体 分布 均匀 元 件；切 削工具
即得 到所需 的复合材料 。用该方法制备 的颗粒与铝基体之 于形状和尺寸都不相同的各种颗粒 ， 对 于颗粒增强铝基 复合材 料的 浇注 ， 间的润湿性好 ， 粒 子分布均匀 ， 且制备设备 简单 ， 成本低 廉 ， 能够大 可设计性有 了很大的提高。 同时 ， 粉末冶金法存在不少独特 的优点 ， 规模生产 。 现在 ， 成熟 的半 固态搅拌铸造法 主要应用于微米级颗粒 ， 制备 的复合材料颗粒分布均匀 、 组织细密 ， 不易出现偏析和偏聚 ； 烧 对 于亚微米级和纳米级颗粒 ， 搅拌铸造法还 比较难控制其在铝液 中 结 温度 比金属 的熔点 低 ， 减 轻了界面之 间的反 应 ， 减少 了化合物 的 此方法金属液处于半 固态 ， 粘度 比较大 ， 易形 生成 ， 提高了产 品的精度 。 在航天领域 ， 英 国航天金属基复合材料公 的均匀分布㈣。同时 ， 成 团聚现象 ， 导致复合材料的相关性能降低 。齐海波等采用半 固态 司（ Ａ ＭＣ ） 采用高能球磨 粉末冶金法成功研 制出碳化硅 颗粒增强 铝 搅拌挤压铸造方法制备出 Ｓ ｉ Ｃ复合材料制动盘 ， 与传统 Ｈ Ｔ ２ ５ ０铸铁 基（ ２ ０ ０ ９ ／ Ｓ ｉ Ｃ ／ １ ５ ｐ ） 复合材 料 ， 用此材料 制造 的直 升机旋翼 系统连 接 该新 型制动盘热膨胀系数更小 、 导热性能更好 、 质量也 用模锻件 已成功应用于欧直公司生产 的新 型直升机旋翼上 。 该材料 制 动盘相 比， 不仅延长 了制动盘 的使用周期 ， 也节约了成本㈣。 与铝合金相 比， 弹性模量提高约 ４ ０ ％， 构建刚度提高约 ３ ０ ％， 寿命提 更轻 ，
碳化硅铝基复合材料
碳化硅铝基复合材料引言。
碳化硅铝基复合材料是一种新型的高性能陶瓷复合材料，具有优异的耐磨、高温、抗腐蚀等性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。
本文将对碳化硅铝基复合材料的制备方法、性能特点以及应用领域进行详细介绍。
一、碳化硅铝基复合材料的制备方法。
碳化硅铝基复合材料的制备方法主要包括原料选择、混合、成型、烧结等步骤。
首先，选择高纯度的碳化硅和铝粉作为原料，按一定的比例进行混合。
然后将混合物进行成型，常见的成型方法包括压制成型、注射成型等。
最后，将成型体进行高温烧结，使其形成致密的碳化硅铝基复合材料。
此外，还可以通过添加其他元素或采用表面涂层等方法来改善材料的性能。
二、碳化硅铝基复合材料的性能特点。
1. 高温性能，碳化硅铝基复合材料具有优异的高温稳定性，可在高温环境下长期工作而不失效。
2. 耐磨性，该材料具有极高的硬度和耐磨性，适用于制造耐磨零部件，如机械密封件、轴承等。
3. 抗腐蚀性，碳化硅铝基复合材料能够抵抗酸碱腐蚀，具有良好的化学稳定性。
4. 导热性，该材料具有良好的导热性能，可用于制造高温导热部件。
三、碳化硅铝基复合材料的应用领域。
1. 航空航天领域，碳化硅铝基复合材料可用于制造航空发动机零部件、航天器热结构件等，具有轻质、高强度、耐高温等优点。
2. 汽车制造领域，该材料可用于制造汽车发动机缸套、刹车盘等耐磨零部件，提高汽车的使用寿命和性能。
3. 机械加工领域，碳化硅铝基复合材料可用于制造高速切削工具、磨料磨具等，具有优异的耐磨性和切削性能。
结论。
碳化硅铝基复合材料具有优异的高温、耐磨、抗腐蚀等性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。
随着材料制备技术的不断进步，碳化硅铝基复合材料的性能将得到进一步提升，其应用领域也将不断扩大。
因此，碳化硅铝基复合材料具有很大的发展潜力，值得进一步研究和推广应用。
SiCP_Al基复合材料的研究与进展
SiCP/Al基复合材料的研究与进展罗洪峰 林 茂 陈致水 廖宇兰（海南大学机电工程学院 海南 570228）摘 要： 综述了SiCP/Al基复合材料的国内外研究现状，从材料的选择、制备技术和性能等方面，分析了该材料发展过程中存在的一些问题，并且展望了该材料今后的发展。
关键词：铝基复合材料 碳化硅颗粒 研究进展1、前言SiC P/Al基复合材料具有较高的比强度、比刚度、弹性模量、耐磨性和低的热膨胀系数等优良的物理性能，且制造成本低，可用传统的金属加工工艺进行加工，引起了材料研究者们的极大兴趣，在航空航天、军事领域及汽车、电子仪表等行业中显示出巨大的应用潜力。
从80年代初开始，国外投入了大量财力致力于颗粒增强铝基复合材料的研究，并已在航空航天、体育、电子等领域取得应用。
如DWA公司生产的25V ol%SiC P/6061Al基复合材料仪表支架已用于Lockheed飞机的电子设备。
美国海军飞行动力试验室研制成SiC P/Al基复合材料薄板并应用于新型舰载战斗机。
俄罗斯航空、航天部门将SiC P/Al基复合材料应用于卫星的惯导平台和支承构件。
国内从80年代中期开始在863计划的支持下，经过十几年的努力，SiC P/Al基复合材料的研究方面有了很大提高，在材料组织性能、复合材料界面等方面的研究工作己接近国际先进水平。
2、SiC P/Al基复合材料的制备工艺目前用于生产颗粒增强铝基复合材料的工艺方法大体可分为四类：液态工艺（搅拌铸造、液态金属浸渗、挤压铸造等）、固态法（粉末冶金等）、双相（固液）法（喷射共沉积、半固态加工等）、原位复合法。
2.1、搅拌铸造法搅拌铸造法是通过机械搅拌装置使增强体颗粒与固态或半固态的合金相互混合，然后浇注成锭子的技术。
与其它制备技术相比，该方法工艺设备简单、制造成本低廉，可以进行大批量工业生产，而且可制造各种形状复杂的零件，因此是目前最受重视、用得最多的制备铝基复合材料的实用方法。
2024年铝材市场分析现状
2024年铝材市场分析现状1. 引言铝材是一种重要的工业材料，广泛应用于建筑、汽车、航空航天、电子等领域。
本文将对铝材市场的现状进行分析，包括市场规模、主要应用领域、价格走势等方面的内容。
2. 市场规模铝材市场规模呈现稳步增长的趋势。
近年来，全球铝材需求逐渐增加，主要受益于建筑和汽车行业的增长。
据统计数据显示，铝材市场的年复合增长率约为3%。
预计未来几年，铝材市场规模将继续扩大。
3. 主要应用领域铝材的应用领域广泛，其中建筑和汽车行业是最主要的消费领域。
在建筑行业中，铝材常用于门窗、幕墙、屋顶等部位。
随着环保意识的提升，节能型建筑的需求增加，铝材的应用在建筑行业中有望得到进一步扩大。
汽车行业是铝材的主要消费领域之一，轻量化汽车的需求推动了铝材的应用增长。
此外，电子、航空航天等领域对铝材的需求也在逐步增加。
4. 价格走势铝材市场的价格走势受多种因素影响。
首先，原料价格的波动对铝材价格产生直接影响。
铝材的主要原料是铝土矿，铝土矿价格上涨会导致铝材价格上升。
其次，供求关系也是价格波动的重要因素。
如果供应过剩，铝材价格可能下降；反之，供应不足可能导致价格上涨。
此外，市场需求和经济状况也会对铝材价格产生影响。
5. 市场竞争格局铝材市场竞争激烈，存在着多个主要供应商。
全球主要的铝材生产国包括中国、俄罗斯、加拿大和澳大利亚等。
中国是全球最大的铝材生产国和消费国，中国的铝材产能占全球总产能的约50%。
此外，铝材生产商之间竞争主要体现在产品质量、价格和服务等方面。
6. 发展趋势与前景未来，铝材市场将呈现以下发展趋势与前景：1)轻量化需求推动：随着节能环保的要求提升，轻量化材料的需求逐渐增加，铝材作为一种轻质、高强度的材料，将在汽车、航空航天等领域持续受到青睐。
2)环保要求的提高：随着环保意识的提高，建筑行业对节能、环保材料的需求增加，铝材将在建筑行业中得到广泛应用。
3)创新技术的推动：铝材行业将不断引入新技术，提高产品质量和性能，满足市场需求。
碳化硅铝基复合材料
碳化硅铝基复合材料
碳化硅铝基复合材料是一种新型的高性能陶瓷复合材料，具有优异的耐高温、耐磨损、耐腐蚀等特点，因此在航空航天、汽车制造、机械加工等领域具有广泛的应用前景。
首先，碳化硅铝基复合材料具有优异的耐高温性能。
由于碳化硅和铝基材料的结合，使得该复合材料能够在高温环境下保持稳定的性能，不易发生软化、变形等问题，因此在航空航天领域的燃气涡轮发动机、导弹发动机等高温部件的制造中具有重要的应用价值。
其次，碳化硅铝基复合材料具有优异的耐磨损性能。
碳化硅具有极高的硬度和耐磨损性，而铝基材料具有较好的韧性和韧度，二者结合后能够充分发挥各自的优势，使得复合材料具有出色的耐磨损性能，因此在机械加工领域的刀具、轴承等零部件的制造中具有广泛的应用前景。
此外，碳化硅铝基复合材料还具有优异的耐腐蚀性能。
由于碳化硅和铝基材料的化学稳定性较高，因此在酸碱腐蚀等恶劣环境下仍能保持稳定的性能，因此在化工领域的管道、阀门等耐腐蚀零部件的制造中具有重要的应用价值。
综上所述，碳化硅铝基复合材料具有优异的耐高温、耐磨损、耐腐蚀等特点，因此在航空航天、汽车制造、机械加工等领域具有广泛的应用前景，对于提高材料的使用寿命、降低维护成本具有重要意义。
未来，随着材料科学技术的不断发展，相信碳化硅铝基复合材料将会在更多领域展现出其独特的优势，为人类社会的发展做出更大的贡献。
粉末冶金法制备铝基复合材料的研究
粉末冶金法制备铝基复合材料的研究一、本文概述本文旨在探讨粉末冶金法制备铝基复合材料的工艺过程、性能特点及其应用前景。
铝基复合材料作为一种新型的高性能材料，以其轻质、高强、耐磨、抗腐蚀等特性在航空航天、汽车制造、电子信息等领域具有广泛的应用价值。
粉末冶金法作为一种制备铝基复合材料的常用方法，具有工艺简单、成本低廉、材料利用率高等优点，因此受到了广泛的关注和研究。
本文首先介绍了铝基复合材料的基本概念和分类，概述了粉末冶金法制备铝基复合材料的原理和方法。
接着，详细分析了粉末冶金法制备过程中影响铝基复合材料性能的关键因素，包括粉末的选择、复合剂的添加、成型工艺、烧结工艺等。
在此基础上，本文进一步探讨了粉末冶金法制备铝基复合材料的性能特点，如力学性能、热学性能、电磁性能等，并分析了其在实际应用中的潜力和挑战。
本文总结了粉末冶金法制备铝基复合材料的研究现状和发展趋势，提出了未来研究的重点和方向。
通过本文的研究，旨在为铝基复合材料的制备和应用提供理论支持和实践指导，推动铝基复合材料在更多领域的应用和发展。
二、铝基复合材料的理论基础铝基复合材料作为一种先进的轻质高强材料，其理论基础主要建立在金属学、材料科学、复合材料力学以及粉末冶金学等多个学科的基础上。
铝基复合材料以其低密度、高比强度、良好的导热和导电性、出色的抗腐蚀性以及优异的可加工性而广受关注。
铝基复合材料的性能提升主要得益于增强相的选择与加入。
增强相可以是颗粒状、纤维状或晶须状，其种类和性能直接影响复合材料的力学、热学、电磁等性能。
常见的增强相包括SiC、Al₂O₃、TiC等陶瓷颗粒，以及碳纤维、玻璃纤维等。
这些增强相在铝基体中通过阻碍位错运动、提高基体强度等方式，显著提升了复合材料的综合性能。
铝基复合材料的制备工艺对其性能有着至关重要的影响。
粉末冶金法作为一种重要的制备工艺，通过控制粉末的粒度、形貌、分布以及烧结过程中的温度、压力等参数，可以实现对复合材料微观结构和性能的精确调控。
复合材料研究进展和应用现状
复合材料研究进展和应用现状随着科技的发展，越来越多的新材料被开发出来并应用于各个领域。
复合材料便是其中之一，它是指两种或以上的不同材料在某一方面有协同作用的新材料。
复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损、隔热性能好等优点，因此在航空、航天、汽车、船舶、建筑、电子等领域都有广泛的应用。
本文将从复合材料的种类、应用领域、研究进展等方面介绍复合材料的发展现状。
一、种类复合材料广泛存在于我们生活中，既有自然产生的复合材料，如树木、贝壳等，也有人工合成的复合材料。
人工合成的复合材料多为高分子复合材料和无机复合材料。
1.高分子复合材料高分子复合材料是指由高分子基体和增强相组成的复合材料，在高分子基体中嵌入了颗粒、纤维、薄膜等增强相，形成了具有一定力学性能的材料。
常见的高分子复合材料有玻璃纤维增强聚酯树脂、碳纤维增强聚酰亚胺材料等。
2.无机复合材料无机复合材料是指由无机基体和增强相组成的复合材料，无机基体可以为金属、陶瓷或玻璃等，增强相可以为颗粒、纤维、薄膜等。
常见的无机复合材料有碳化硅增强铝基复合材料、碳化硅增强氮化硅基复合材料等。
二、应用领域1.航空航天航空航天是复合材料最早应用的领域之一，航空器和航天器必须具备高度的轻量化和高性能的要求。
复合材料的轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损、耐高温等优点，使其成为替代金属材料的理想选择。
航空器和航天器中常用的复合材料有碳纤维增强聚酰亚胺材料、玻璃纤维增强聚酯树脂、环氧树脂基复合材料等。
2.汽车近年来，汽车行业对复合材料的需求越来越高，主要是为了减轻车身重量，降低燃油消耗和排放。
复合材料的轻质、高强度、抗冲击、耐腐蚀、隔热性能好等优点，使其成为汽车制造的理想材料。
汽车中常用的复合材料有碳纤维增强聚酰亚胺材料、玻璃纤维增强聚酯树脂、环氧树脂基复合材料等。
3.建筑复合材料在建筑领域的应用越来越广泛。
随着建筑设计对于材料轻量化、材料强度、材料可塑性及设计细节方面的要求越来越高，复合材料得到了越来越多的应用。
SiCpAl复合材料在航空航天领域的应用与发展
应用优势
3、易加工性：SiCpAl复合材料具有良好的加工性能，可以进行切割、钻孔、 铣削等加工操作。这有利于材料的制造和加工成本的降低。
1、发动机制造：航空发动机需 要承受高温、高压和高转速的恶 劣环境
2、飞行器设计：飞行器面临着 复杂的气动环境和空气动力学挑 战
2、飞行器设计：飞行器面临着复杂的气动环境和空气动力学挑战
1、高温性能：SiC具有高熔点和高热导率，能够承受高温环境。Al基体具有 较好的塑性和韧性，可以缓解SiC陶瓷颗粒的应力集中，提高材料的耐高温性能。
应用优势
2、抗疲劳性能：SiC陶瓷颗粒具有高的硬度，可以阻碍裂纹扩展，提高材料 的抗疲劳性能。此外，Al基体具有较好的抗疲劳性能，能够有效缓解循环载荷作 用下的应力疲劳。
SiCpAl复合材料在航空航 天领域的应用与发展
01 引言
03 应用优势
目录
02 发展历程 04 参考内容
引言
引言
随着航空航天技术的飞速发展，对材料的要求也越来越高。传统的金属材料 已无法满足某些高温、高性能的航空航天应用需求。因此，新型的轻质、高强度、 耐高温材料成为了航空航天领域的研究热点。SiCpAl复合材料作为一种具有优异 性能的新型材料，逐渐引起了人们的。本次演示将详细介绍SiCpAl复合材料在航 空航天领域的应用背景与意义、发展历程、应用优势、具体应用、未来展望和结 论。
四、论
四、结论
总之，先进复合材料在航空航天领域的应用具有广泛的前景和深远的意义。 这些材料不仅具有优异的使用性能，还能够有效降低制造成本和提高经济效益， 对于促进航空航天事业的发展具有重要作用。未来，随着科技的不断进步和创新， 相信先进复合材料在航空航天领域的应用将会取得更加卓越的成果。
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3、复合增韧
复合增韧即采用不同方法协同增韧Al2O3 陶瓷, 常见的复合方式有延性颗粒与ZrO2 相变、异相颗 粒、ZrO2 相变与晶须等。并非任意增韧方式的复 合都能使Al2O3 陶瓷材料的韧性和强度同时提升。 复合增韧可实现集高韧与高强于一身的理想Al2O3 陶瓷基复合材料。
参考文献
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1、 颗粒增强铝基复合材料的组分
颗粒增强铝基复合材料的组分包括基体和增强体。
基体的作用是: 固结增强体、传递和承受载荷、赋予 复合材料以特定的形状。基体是颗粒增强铝基复合材料的 主要承载组分。一般选用高强度的铝合金作基体。 根据软硬程度, 颗粒增强体可分为两种。一种是硬质 的陶瓷颗粒, 这种复合材料主要用于制作航空航天领域的 结构件、电子壳体、汽车发动机和其它零部件。另一种是 软质颗粒, 如石墨。主要用于制作发动机的缸套、轴瓦和 机座。
3、纤维增强铝基复合材料的制备 1）扩散连接法 2）粉末冶金法
3）熔融浸润法
4）气压铸造法
4、纤维增强铝基复合材料的性能及应用
氧化铝纤维增强铝基复合材料是目前研究工作者 极为关注的铝基复合材料。它具有高的强度和刚度, 并且抗蠕变、抗疲劳、耐磨性都很优异。目前主要应 用于制造航空航天器中某些设备和构件以及活塞、连 杆、盘式制动器转子等汽车部件。纤维含量为10 % 的氧化铝纤维/铝基复合材料连杆比钢制连杆轻35 % , 显著地降低了发动机噪音和振动, 减 等. Al2O3SiO2(sf)/AZ91D复 合材料的摩擦磨损性能[J]. 特种铸造及有色合金, 2008, 28(11): 877-879. 8 饶平根, 王娟, 吴建青, 等. 一种应用ZTA材料制备冲 压模具的方法[P]. 中国: CN101289320, 20081022. 9 孔旭东, 马伟民, 修稚萌, 等. 一种Al2O3/ZrO2(Y2O3) 纳米复合陶瓷刀具材料及其制备方法[P]. 中国: CN1709826, 20051221. 10 刘家臣, 徐海, 杜海燕, 等. 一种氧化锆增韧莫来石 陶瓷的微波连接方法[P]. 中国: CN101186518, 20080528. 11 陈传忠, 王文中, 张建新. 45钢表面激光熔覆Al2O3 陶瓷涂层的研究[J]. 金属学报, 1999, 35(9): 989-994. 12 刘开琪, 徐强, 张会军. 金属陶瓷的制备与应用[ M]. 北京: 冶金工业出版社, 2008. 15. 13 赵士阳, 张国赏, 魏世忠, 等. 化学镀Ni对Al2O3 颗 粒增强复合材料制备及其耐磨性的影响[J]. 矿山机械, 2008, 36(20): 25-28.
铝基复合材料的性能取决于基体合金和增强物的特 性、含量、分布等。与基体合金相比,铝基复合材料具 有许多优良的性能。 低密度 良好的尺寸稳定性 强度、模量与塑性 耐磨性 疲劳与断裂韧性
二 颗粒增强铝基复合材料的发展、应用
金属基复合材料 (MM Cs) 是新材料的重点研究领域, 尤其是颗粒增强铝基复合材料 ( PRA ) 在金属基复合材料 中占有重要地位。 颗粒增强铝基复合材料 ( PRA ) 是以铝及铝合金为 基体, 与颗粒增强体人工合成的复合材料, 是最具发展潜 力的金属基复合材料之一, 其中以碳化硅、氧化铝颗粒增 强铝基复合材料的发展最为迅猛,已广泛应用于航空航天、 汽车制造、电子电气等领域, 能代替铝合金、钛合金、钢 等材料制造高性能轻型构件, 并可提高材料的性能、使用 寿命和仪器精度。
1）硼纤维
硼纤维是最早用于高性能复合材料的增强纤维。硼 纤维采用化学气相沉积方法(C V D )制备。它具有强度高、 模量高、密度小、与金属基体之间的润湿性较好且反应性 较低、纤维直径较大等优点, 但在空气中的拉伸强度随温 度升高而降低。
2）碳纤维
碳(石墨)纤维是高性能复合材料最常用、 最重要的增强体。碳纤维是由不完全石墨结 晶沿纤维轴向排列的一种多晶纤维, 化学组 成中C 元素含量在95 % 以上141 。极高模 量的碳纤维可以通过有机先驱丝氧化、碳化 和随后的高温石墨化的方法来制造。
两种机制同时发生时, 称为混合增韧。
3、颗粒增强铝基复合材料的性能
颗粒增强铝基复合材料的性能主要取决于铝合金的种类, 增强体的特性、含量、分布, 以及界面状态等。
颗粒增强铝基复合材料保持了良好的导热性。增强体的 加入, 提高了材料的弹性模量和强度, 但往往使延伸率下降。 颗粒增强铝基复合材料的强度是协同效应的结果。强度 问题的复杂性来源于组分的各向异性、不规则分布和不同 的破坏模式。
1、纤维增强体的特点： 铝基复合材料对纤维增强体的要求主要有:高比强度、 高比模量、高长径比、与基体相容好、成本较低、工艺 性好、高温抗氧化性好、不污染环境等, 特殊用途时还 要求具有良好的导热、导电性能。 2、 目前, 用于铝基复合材料的增强纤维主要有： 硼纤维 碳纤维 碳化硅纤维 氧化铝纤维
小组成员 无机1班：常静 崔红梅 张召娟 无机2班：李小丽 辛明廉 王鹏 王文通
绪论
一 铝基复合材料简单介绍
二 颗粒增强铝基复合材料的发展、应用
三 纤维增韧的发展现状及应用 四 其他增韧方法 五 参考文献
一 铝基复合材料简单介绍
铝在制作复合材料上有许多特点,如质量轻、密度小、 可塑性好,铝基复合技术容易掌握,易于加工等。此外,铝 基复合材料比强度和比刚度高,高温性能好,更耐疲劳和 更耐磨,阻尼性能好,热膨胀系数低。同其他复合材料一 样,它能组合特定的力学和物理性能,以满足产品的需要。 因此,铝基复合材料已成为金属基复合材料中最常用的、 最重要的材料之一。
四 其他增韧方法
1、自增韧 自增韧是通过引入添加剂或晶种来诱导Al2O3晶粒异向 生长成为板状、棒状等形貌, 从而产生类晶须或短纤维的增 韧效果, 其增韧机制主要为晶粒拔出、裂纹桥接、裂纹偏转 等。
2、ZrO2 相变增韧
ZrO2 从t 相( 正方相) 向m相( 单斜相) 转变时 会产生约5%的体积膨胀, 以其作为Al2O3 陶瓷的增韧相, 将在基体内产生微裂纹和残余应力等, 并产生韧化效果。 其增韧机理主要有: 裂纹尖端应力场诱发t m相变产生 的体积膨胀和断裂表面吸收能量, ZrO2 相变产生的残 余压应力阻碍裂纹扩展并使其转向和分叉,相变诱发显 微裂纹, 细化晶粒等。
3） 碳化硅纤维
碳化硅纤维具有高强度、高模量、良好的高温性能和 化学稳定性。碳化硅纤维是一种多晶纤维, 分为有芯和 无芯两种。碳化硅纤维可作为要求耐热的铝基复合材料 的增强体。
4）氧化铝纤维
氧化铝纤维是以Al2O3为主要成分的多晶陶 瓷纤维,含有少量SiO2,Be2O3。目前的制造方法主 要有溶液纺丝混合液纺丝法和基体纤维浸渍溶液 法。
例如：20世纪 80年代以来, 以颗粒增强铝基复合材 料 ( PRA) 为代表的低成本金属基复合材料得到迅速发 展。金属基复合材料在航空工业的应用远远滞后于航天 领域。 90年代末, 碳化硅颗粒增强铝基复合材料在大型 客机上获得大量应用。
6、颗粒增强铝基复合材料的发展趋势
1) 优化设计方法和研发新型材料 2) 制备工艺的创新 3) 低成本化 4) 生产规模化和应用扩大化 5) 国防工业将继续引领高性能颗粒增强铝基复合 材料的研发
4、 颗粒增强铝基复合材料界面
界面是基体与增强体之间化学成分有显著变化、物理 和化学性质明显不同、构成彼此结合并能起载荷传递作 用的微小区域。 对于颗粒增强铝基复合材料, 界面的主要作用是吸收 能量、阻碍裂纹的扩展、中断材料破坏和缓解应力集中 等。
5、颗粒增强复合材料的应用
金属基复合材料是随着航空航天领域对材料的高 强度、低密度的要求而出现的, 被广泛研究和应用的 是以 Al 、Mg等轻金属为基体的连续纤维增强复合材 料。由于生产工艺复杂, 成本太高, 无法大规模推广 应用。
三 纤维增韧的发展现状及应用
纤维( 晶须) 的增韧机制主要是纤维( 晶须) 的拔出与 桥接作用, 以及阻碍裂纹扩展并使其转向等。尽管纤 维( 晶须) 的增韧效果明显, 且LEE等已制备了内径可控 的纤维状Al2O3 基复合材料,但目前困扰纤维( 晶须) 增 韧Al2O3 陶瓷的最大困难在于其生产成本及分散工艺。 Al2O3 陶瓷内自生成类晶须状晶粒的原位增韧改变了这 一状况。
5、面临的问题及发展趋势
纤维增强铝基复合材料不但增强纤维价格昂贵, 而且制造工艺独特、成本高。这样就极大地限制了它 的推广和应用。因此, 为了进一步推广纤维增强铝基 复合材料的应用, 必须努力降低成本。同时还要对纤 维表面涂层技术、合金元素对于界面的影响, 以及界 面对性能的影响等问题进一步展开研究。
2、 颗粒增强体通过两种机制产生增韧效果:
(1) 当材料受到破坏应力时, 裂纹尖端处的颗粒发 生显著变化, 如晶型转变、体积变化、微裂纹的产生 和扩展等。它们消耗能量, 提高了材料的韧性。
(2) 材料中的第二相颗粒使裂纹的扩展路径发生改 变, 如裂纹偏转、弯曲、分叉、桥接和钉扎等,从 产 生增韧的效果。
1 铝基复合材料的基本成分
铝及其合金都适于作金属基复合材料的基体，铝 基复合材料的增强物可以是连续的纤维，也可以是短纤 维，也可以是从球形到不规则形状的颗粒。目前铝基复 合材料增强颗粒材料有SiC、AL2O3、BN等，金属间化合 物如Ni-Al，Fe-Al和Ti-Al也被用工作增强颗粒。