铝基复合材料国内外技术水平及应用状况
国内外铝合金发展现状

国内外铝合金发展现状
铝合金是一种重要的金属材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。
以下是关于国内外铝合金发展现状的介绍。
国内铝合金发展现状:
近年来,中国的铝合金产业得到了快速发展,取得了显著的成就。
首先,国内铝合金产量不断增加,成为世界上最大的铝合金生产国。
其次,铝合金的应用领域不断拓展,从传统的航空航天、汽车制造到新兴的电子、建筑等领域有了广泛的应用。
此外,国内铝合金企业不断引进新的生产技术和设备,提高了产品质量和生产效率。
国外铝合金发展现状:
相比之下,国外铝合金产业也在不断发展壮大。
一方面,发达国家如美国、德国、日本等以其先进的技术和工艺在铝合金领域处于领先地位,不断推出新的铝合金产品和应用方案。
另一方面,一些新兴经济体如印度、巴西等也在铝合金领域投入大量资源,并取得了显著的发展成果。
国外铝合金企业在合作与竞争中相互推动,不断创新和提高产品质量,满足不同市场的需求。
国内外铝合金发展趋势:
无论是国内还是国外,铝合金发展的趋势都是高性能、高强度、轻量化。
随着科技的不断进步,铝合金材料的强度和硬度得到进一步提高,同时保持了较低的密度,使其成为替代传统材料的理想选择。
此外,环境保护意识的提升也促使铝合金行业朝着可持续发展的方向发展,强调资源节约和循环利用。
综上所述,国内外铝合金产业都在积极发展,不断引进新技术、提高产品质量、拓展应用领域。
铝合金作为一种重要的金属材料,在航空航天、汽车制造、电子、建筑等领域都有广泛的应用前景。
未来,随着技术的进一步创新和应用领域的不断拓展,铝合金将继续发挥其重要作用,推动各个领域的发展。
铝基复合材料介绍

铝基复合材料,泛指以铝合金为基体(连续体)的复合材料,品种众多,功能各异。从 复合材料品种来分,主要分两大类:陶瓷颗粒增强铝基复合材料;纤维以及晶须增强的铝基 复合材料,当然,两者也经常混合在一起作为增强项以提供更为优异的性能。更多的时候, 是从材料功能及应用领域来分类的。下面介绍法迪公司目前提供的品种:
Alvaco 采用内部真空的薄壁球状陶瓷颗粒替代传统实心颗粒,并添加短碳纤维、短陶 瓷纤维增韧,浸渗铝合金液体后成形。材料典型特点:
1. 密度小:材料密度 1.4-1.6,典型 1.5(视其中加入的其它增强相而定),约为 铝合金的一半;
2. 机械加工性能得到大幅提升:可攻丝、可铣曲面,加工性能类似 7 系铝合金, 这是传统陶瓷颗粒增强材料无法做到的;
极限抗拉强度 曲服强 断裂伸长率
(MPa)
度(MPa)
(%)
弹性模量 (GPa)
洛氏硬 度(HRB)
10#陶瓷增强铝合金
338
303
1.2
86.2
73
20#陶瓷增强铝合金
359
338
0.4
98.6
77
注:基体合金为 ZL102,金属模铸造,T6 热处理。挤压铸造指标略高。
典型应用:
1. 用于制造刹车盘、刹车鼓、制动卡钳、缸套、悬架臂、车架、曲轴箱等结构件, 替代钢材可减重一半以上。
左图为 Alvaco 的晶相 图,球形的是氧化铝陶瓷中 空微珠,内真空。白色为铝 合金。
材料指标典型值:
抗弯强度:95MPa;
弹性模量:85GPa;
剪切模量:34GPa;
热导率:90W/mK;
热膨胀系数:8.5ppm;
电阻率:30µOhm-cm;
非连续增强铝基复合材料的研究与应用进展

( ai a K yL b rtr o Mea Mar o o i s h n h i i o gU ies y2 0 3 ,C ia N t n l e a oao f tl t xC mp s e ,S a g a Ja T n nv r t 0 0 0 o y i t o i h ) n
Ke y wor ds:A1mar o oi s t xc mp st ;ma ua trn to s o rig p l ain i e n fcuigmeh d ;h t kn ;a pi t wo c o
1 前 言
随着航 天 航 空 、空 间 技 术 等 高 技 术 领 域 的迅 速 发
关 键 词 :铝基 复合材料 ;制备方法 ;加T ;应用
中 图分 类 号 :T 3 1 B 3
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :17 3 6 (0 0 0 6 4— 9 2 2 1 ) 4—0 3 0 0 6— 5
Pr g e s i he Re e r h a p ia i n o s 0 tn u l o r s n t s a c nd A plc to f Dic n i u0 sy R enf r e l m i m a rx Co p st s i o c d A u nu M t i m o ie
nn mar o p se D A)ehbt xeln po et ssc s i t eg t hg p c cs e g ,hg pcf u txc m oi s( R i t x iiecl t rp re u ha l h i , ihsei t nt e i g w h i f r h i seic h i
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。
2024年铜铝复合板市场发展现状

2024年铜铝复合板市场发展现状摘要铜铝复合板是由铜和铝两种金属材料复合而成的新型建筑材料,具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点,在建筑、汽车、电子等领域具有广泛的应用前景。
本文将对铜铝复合板市场的发展现状进行分析,并探讨其未来的发展趋势。
1. 引言随着工业化和城市化进程的加快,对高性能建筑材料的需求日益增长。
铜铝复合板,作为一种新兴的建筑材料,由于其独特的性能,已经在市场上得到了广泛的应用。
本文将从铜铝复合板的材料性能、应用领域和市场规模三个方面对其发展现状进行探讨。
2. 铜铝复合板的材料性能铜铝复合板是通过金属冷锻或爆炸复合等工艺将铜和铝两种不同材料复合而成的,具有以下几个方面的优势:•高强度: 铜铝复合板具有很高的强度,可以满足各种建筑结构对强度的要求。
•轻质: 由于铝的密度相对较低,使得铜铝复合板具有较轻的重量,便于搬运和安装。
•耐腐蚀: 铜和铝均具有良好的耐腐蚀性能,使得铜铝复合板在潮湿和腐蚀环境下依然能够保持较好的性能。
•导电性: 铜铝复合板具有良好的导电性能,适用于需要导电功能的应用领域。
3. 铜铝复合板的应用领域铜铝复合板具有广泛的应用领域,在建筑、汽车、电子等行业中都有重要的应用。
3.1 建筑行业在建筑行业中,铜铝复合板常用于外墙装饰、室内装饰、屋顶和立面等部位。
其外观独特,可以赋予建筑物以美观的外观,同时具有优异的抗风压性能和防火性能。
3.2 汽车行业铜铝复合板在汽车制造中通常用于车身结构的制造,由于其轻质、高强度的特点,可以减轻汽车整体重量,提高燃油效率,并且具有良好的抗冲击性能,提高了汽车的安全性。
3.3 电子行业在电子行业中,铜铝复合板主要应用于散热器、电子器件外壳和电子线路板等方面。
由于其优异的导热性能和导电性能,能够有效地散发热量,提高电子设备的工作效率和可靠性。
4. 铜铝复合板市场规模随着对高性能建筑材料需求的增加,铜铝复合板市场规模也在不断扩大。
据市场研究机构的数据显示,预计到2025年,全球铜铝复合板市场规模将达到XX亿美元。
无压浸渗工艺制备铝基复合材料的研究现状和机理探讨

摘要
无压浸渗法是一类先进的金属基复合材料制备方 法。总结 了无压浸渗方 法制备 陶瓷增 强金属基 复合材
料 的工 艺特点及 国内外的研究现状 , 分析 了影 响无压浸渗 工 艺的主要 因素及存在 的 问题 , 探讨 了该 工艺的 可能机 理 ,
并 指 出 了该 工 艺 存 在 的 问题 和 今 后 的 研 究 重 点 。
形 产 品 等 突 出优 点 而受 到 各 国 复 合 材 料 工 作 者 的 关 注 Ⅲ ] 经 】 。 0 过 近 年来 的研 究 和发 展 , 工 艺 过 程 日趋 成 熟 , 用 范 围也 日益 其 应
润性随 S 含量 的增 加而 提高 。但 这种改 善也 有可 能是 由于温 i 度升高促进铝液 表面 的 A 3氧化 膜破 裂而 引起 的。总 的来 l0
Lio i g S in e a d Te h o o y Un v r iy a n n e c n c n l g ie st ,An h n 1 4 4 ) c s a 0 4 1
Ab t a t s r c
Th r c s n h r ce it so rs u ees if tain p e aig mea ti o o i sa e e p o e sa d c a a trsi fp es rls n i rt rp r tlma r c mp st r c l o n x e
关 键 词 无压浸渗 金属基 复合材料 浸渗机理
Cu r ntRe e r h S a u n e ha s r e s a c t t s a d M c nim Ana y i f Pr s u e e s I it a i n l s so e s r l s nflr to Te hn qu n Pr p r to fAi m i u M a rx Co po ie c i e i e a a i n o u ni m t i m st s ZHAGN y n He o g ,PAN fn Xi g ,W ANG 。 e Qi
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。
碳化硅颗粒增强铝基复合材料颗粒表面改性技术研究现状

精密成形工程第15卷第12期表面改性技术研究现状甘国强1,韩震2,鲍建华1,WOLFGANG Pantleon3(1.合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥 230009;2.中国兵器科学研究院宁波分院,浙江宁波 315000;3.丹麦技术大学,哥本哈根 2800)摘要:SiC颗粒增强铝基复合材料因具有高的比强度、比刚度、耐磨性及较好的高温稳定性而被广泛应用于航空航天、电子、医疗等领域,但由于SiC颗粒高熔点、高硬度的特点以及SiC颗粒与铝基体间存在界面反应,碳化硅铝基复合材料存在加工性差、界面结合力不足等问题,已无法满足航天等领域对材料性能更高的要求,因此开展如何改善基体与颗粒之间界面情况的研究对进一步提升复合材料综合性能具有重要的科学意义。
结合国内外现有研究成果,总结了SiC颗粒与铝基体界面强化机制、界面反应特点、表面改性技术原理及数值建模的发展现状,结果表明,现有经单一表面改性方法处理后的增强颗粒对铝基复合材料性能的提升程度有限,因此如何采用新的手段使复合材料性能进一步提升将成为后续研究热点,且基于有限元数值模拟方法进行复合材料设计也是必然趋势。
最后针对单一强化性能提升有限的问题,提出了基于表面改性的柔性颗粒多模式强化方法,同时针对现有的技术难点展望了后续的研究方向,以期为颗粒增强复合材料的制备提供理论参考。
关键词:碳化硅颗粒;表面改性;复合材料;模拟;界面DOI:10.3969/j.issn.1674-6457.2023.12.008中图分类号:TB333 文献标识码:A 文章编号:1674-6457(2023)012-0058-10Research Status of Particle Interface Modification Technology for Silicon CarbideParticle Reinforced Aluminum Matrix CompositesGAN Guo-qiang1, HAN Zhen2, BAO Jian-hua1, WOLFGANG Pantleon3(1. School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China;2. Ningbo Branch of China Academy of Ordnance Science, Zhejiang Ningbo 315000, China;3. Technical University of Denmark, Copenhagen 2800, Denmark)ABSTRACT: SiC particle reinforced aluminum matrix composites are widely used in aerospace, electronics, medical and other fields due to their excellent properties such as high specific strength, high specific stiffness, high wear resistance, and high tem-perature stability. However, due to the high melting point and high hardness of SiC particles, as well as the interface reaction between silicon carbide reinforced particles and aluminum matrix, SiC aluminum matrix composites have problems such as poor收稿日期:2023-09-03Received:2023-09-03基金项目:安徽省重点研究与开发计划(JZ2022AKKG0100)Fund:Anhui Provincial Key Research and Development Project (JZ2022AKKG0100)引文格式:甘国强, 韩震, 鲍建华, 等. 碳化硅颗粒增强铝基复合材料颗粒表面改性技术研究现状[J]. 精密成形工程, 2023, 15(12): 58-67.GAN Guo-qiang, HAN Zhen, BAO Jian-hua, et al. Research Status of Particle Interface Modification Technology for Silicon第15卷 第12期 甘国强,等:碳化硅颗粒增强铝基复合材料颗粒表面改性技术研究现状59processability and insufficient interfacial adhesion. It is no longer possible to meet the requirements for material performance in fields such as national defense and aerospace. Therefore, studying the ways to improve the interface between particles and ma-trix is of great scientific significance for improving the comprehensive performance of composite materials. In combination with existing research results at home and abroad, the interface strengthening mechanism, interface reaction characteristics, existing surface modification technology principles and numerical simulation development status of SiC reinforced particles and alumi-num matrix composites were summarized. The results showed that the performance improvement of reinforced particle alumi-num matrix composites after strengthening was limited after being treated with a single surface modification method. Therefore, how to adopt new methods to improve the performance of composite materials will become a hot research topic in the future, and the design of composite materials based on finite element numerical simulation methods is also an inevitable trend. Finally, in response to the limited improvement of single strengthening performance, the author proposes a flexible particle multimodal strengthening method based on surface modification, and looks forward to future research directions in response to existing technical difficulties, hoping to provide theoretical reference for the preparation of particle reinforced composite materials. KEY WORDS: SiCp; surface modification; composite material; simulation; interface碳化硅颗粒增强铝基复合材料是以碳化硅颗粒(SiCp )作为增强相,以铝或铝合金作为基体的一种复合材料,因具有密度和价格成本低、高温性能良好、耐腐蚀耐磨及比强度和比弹性模量高等特点,已成为热门的新型结构材料之一,现已广泛应用于航空航天、电子、汽车及体育等多个领域,如汽车刹车盘、发动机缸体活塞等结构件中。
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铝基复合材料国内外技术水平及应用状况
1 铝基复合材料种类和制备方法
按照不同的增强体,铝基复合材料分为纤维增强和颗粒(直径在0.5——100μm之间的等轴晶粒)增强、晶须增强铝基复合材料。
常用的增强颗粒主要包括SiC、Si3N4、Al2O3、TiC、TiB2、A1N、B4C以及石墨颗粒或者金属颗粒等。
常见的几种铝基复合材料的制备工艺有粉末冶金法、压力浸渗工艺、反应自生成法、高能高速固结工艺、半固态搅拌复合制造、喷射沉积法、搅拌摩擦加工法及球磨法制备纳米碳管增强铝基复合材料等。
TiB2/A1复合材料的制备方法较多,主要有喷射沉积法、LSM、XDTM、挤压铸造、接触反应法、自蔓延高温合成法和反应机械合金化及粉末冶金法等。
常见的几种铝基复合材料的制备工艺,如表1所示。
2 铝基复合材料国内外技术发展水平
2.1 国外铝基复合材料技术发展水平
铝基复合材料的研究开始于20世纪50年代,近20年来无论从理论上还是技术上都取得了较大进步。
各国在研发上都投入了大量的人力物力,它是金属基复合材料中被研究多的和主要的复合材料。
目前开发的铝基复合材料主要有SiC/Al、B/Al、BC/A1、Al2O3/Al等,其中,B/Al复合材料发展快,目前美国能制造2m以上的各种B/Al 型材、管材等,这些材料用于航空器上,可使质量减轻20%。
铝基复合材料已经广泛用于制造歼灭机、直升机等大飞机的机翼、方向舵、襟翼、机身及蒙皮等部件。
美国麦道公司在F-15战斗机上使用1.8——2.25t纤维增强铝基复合材料(FRM),使战斗机质量减轻2%。
前苏联航空材料研究所把硼纤维增强铝基复合材料用于安-28、安-72型飞机机体结构上,在提高可靠性的同时,零件质量减轻25%——40%。
但长期以来,由于铝基复合材料还存在着制备工艺复杂,对环境和设备要求严格,成本很高等缺点,因此,其应用还不普遍。
采用粉末冶金生产颗粒增强铝基复合材料的厂家主要有3大公司:美国的DWA Aluminum Composite、Alyn公司和英国的Aerospace Metal Composites(AMC)公司。
这些公司已经具备规模生产能力和丰富的产品规格。
DWA铝基复合材料公司的主要产品为以6092、2009和6063为基体,SiC颗粒为增强体的复合材料。
6092/SiC为其早期
的产品系列,主要有板材和挤压型材[2]。
航空应用实例是20世纪80年代美国洛克希德·马丁公司将25%SiCP/6061A1复合材料用以制作承放仪器的支架,其比刚度较7075铝合金高65%。
20世纪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。
普惠公司从PW4084发动机开始,采用DWA公司生产的挤压态碳化硅颗粒增强变形铝合金基复合材料(6092/SIC/17.5p—T6)制作风扇出口导流叶片,用于采用PW4000系列发动机的波音777客机上。
颗粒增强铝基复合材料耐冲击能力比树脂基复合材料强,抗冲蚀能力是树脂基复合材料的7倍,且容易发现各种损伤,并使成本下降1/3以上。
日本丰田公司首次成功地用A12O3/A1复合材料制备发动机的活塞,重量减轻了5%——10%,导热性提高4倍左右。
连杆是汽车发动机中第2个成功地应用金属基复合材料的零部件。
日本Mazda公司制造的Al2O3/A1合金复合材料连杆,比钢质连杆轻35%,抗拉强度和疲劳强度高,分别为560MPa和392MPa;而且线性膨胀系数小[3]。
2.2 国内铝基复合材料技术发展水平
我国较全面地开展了铝基复合材料方面的研究工作,包括纤维增强、颗粒增强、层压复合、喷射沉积和原位生成等方面的研究,取得了进展,正走向实用。
在国内,采用压力铸造高含量SiCp/A1复合材料制作基座替代W-Cu基座、封装微波功率器件,有望在封装领域大量替代W-Cu、Mo-Cu等材料。
在强化机制与制备加工研究基础上,铝基复合材料的研制水平逐渐成熟。
举例来说,我国20世纪90年代以前的铝基复合材料塑韧性与成型加工一直没有获得突破,因此应用受到局限。
通过多年研究积累,“十五”期间我国在铝基复合材料性能与研制能力方面获得重要突破,尽管落后于国外,但几种典型铝基复合材料(如SiC/A1,A12O3/A1)正逐渐获得航空航天、交通运输及电子仪表等领域的认可。
今后,随着研究水平稳步提高以及新型复合材料的研发,铝基复合材料将有望在许多领域得到应用。
近年来,一种具有高强度、超强耐磨、抗腐蚀性能好,可以广泛用于航空航天制造和汽车机械业的新型材料——颗粒增强SiCp铝基复合材料,在中铝山东分公司研发成功。
这种新型铝基复合材料其密度仅为钢的1/3,但比强度比纯铝和中碳钢都高,具有极强的耐磨性,可以在300——350℃的高温下稳定工作,因而被美国、日本和德国等发达国家广泛应用于汽车发动机活塞、齿轮箱、飞机起落架、高速列车以及精密仪器的制造等,并形成市场化的生产规模。
目前,国际市场价格为3万美元/t。
由于利用该材料生产终端产品的铸造工艺及其深加工关键工艺不成熟,目前国内尚无企业
进行规模化生产。
该材料的研发成功,不仅填补了我国铝基复合材料规模化生产的空白,而且有望打破我国长期依赖进口的局面[4]。
纵观国内外,对铝基复合材料的应用研究方面,主要集中在SiC颗粒增强铝基复合材料,并且取得很大的成就。
少数国家(如美国、日本和加拿大等)已进入应用阶段,取得了显著的经济效益。
我国在该领域的研究起步较晚,大多数仍处于实验室阶段,而且研究的深度和广度也很有限,工业上的研究才刚刚开始。
铝基复合材料以其优良的性能,问世以来在汽车工业、航空航天、电子、军工和体育等许多领域得到广泛的应用。
制约其发展的关键因素(如工艺复杂、成本高)等问题正逐步得到消除,许多国家已建立了工业规模生产铝基复合材料的工厂,相信在不久的将来,铝基复合材料的制造工艺会更简单,成本会更低,使用范围会更广。
3 铝基复合材料应用领域分析
颗粒增强铝基复合材料和纤维增强铝基复合材料已经进入商品化应用阶段。
3.1在交通运输工具中的应用
交通运输工具始终是铝基复合材料重要的民用领域之一。
考虑到成本以及产业化应用等相关因素,连续纤维增强铝基复合材料以及成本偏高的非连续增强铝基复合材料就被排除在这一领域之外,廉价的颗粒及短纤维增强铝基复合材料尚有大规模应用的可能。
铝基复合材料在汽车工业的研究起步较早。
20世纪80年代,日本丰田公司就已经用硅酸铝纤维增强铝基复合材料,成功地制造了汽车发动机活塞抗磨环和汽车连杆等汽车零部件。
美国的Duralean公司研制出用SiC颗粒增强铝基复合材料制造汽车制动盘,使其质量减轻了40%——60%,而且提高了耐磨性能,噪声明显减小,摩擦散热快;同时该公司还用SiC颗粒增强铝基复合材料制造了汽车发动机活塞和齿轮箱等汽车零部件。
这种汽车活塞比铝合金活塞具有较高的耐磨性、良好的耐高温性能和抗咬合性能,同时热膨胀系数更小,导热性更好。
用SiCp/Al复合材料制成的汽车齿轮箱,在强度和耐磨性方面均比铝合金齿轮箱有明显的提高。
铝合金复合材料也可以用来制造刹车转子、刹车活塞、刹车垫板和卡钳等刹车系统元件,还可用来制造汽车驱动轴和摇臂等汽车零件。
上海交通大学及兵器科学研究院等单位,也针对铝基复合材料在汽车上的应用方面进行了大量的实践工作。
3.2在航空航天领域的应用。