金属基复合材料的研究进展及发展趋势(DOC)

金属基复合材料界面的研究进展及发展趋

势

周奎

（佳木斯大学材料科学与工程学院佳木斯 154007）摘要本文介绍了目前金属基复合材料界面的研究现状，存在的问题及优化的有效途径。重点阐述了金属基复合材料在各个领域的应用情况。最后在综述金属基复合材料界面的研究进展与应用现状的基础上,对学者未来研究呈现的趋势进行了简述并对其发展趋势进行了展望。

关键词金属基复合材料界面特性应用发展趋势

The research progress of metal matrix composites interface and development trend

ZHOU Kui

(jiamusi university school of materials science and engineering jiamusi 154007) Abstract：Interface of metal matrix composites are introduced in this paper the current research status, existing problems and the effective ways to optimize. Expounds the metal matrix composites and its application in various fields. Finally in this paper the research progress and application of metal matrix composites interface status quo, on the basis of research for scholars in the future the trend of the present carried on the description and its development trend is prospected.

Keywords: metal matrix composites application Interface features the development trend

1前言

金属基复合材料(MMCS)是以金属、合金或金属间化合物为基体,含有增强成分的复合材料。

研究金属基复合新材料是当代新材料技术领域中的重要内容之一。金属基复合材料的品种繁多,有碳(石墨)、硼、碳化硅、氧化铝等高性能连续纤维增强铝基、镁基、钦基等复合材料,碳化硅晶须、碳化硅、氧化铝颗粒、氧化铝短纤维增强铝基、镁基复合材料,以及牡钨丝增强超合金等高温金属基复合材料等.但它们的发展和应用并不迅速。主要原因是存在界面问题,制备方法较复杂,成本高。学者们在金属基复合材料的有效制备方法、金属基体与增强体之间的界面反应规律、控制界面反应的途径、界面结构、性能对材料性能的影响、界面结构与制备工艺过程的关系等进行了大量的研究工作,取得了许多重要成果,推动了金属基复合材料的发展和应用。但随着金属基复合材料要求的使用性能和制备技术的发展,界面问题仍然是金属基复合材料研究发展中的重要研究方向。特别是界面精细结构及性质、界面优化设计、界面反应的控制以及界面对性能的影响规律等。尚需结合材料类型、使用性能要求深入研究。

2金属基复合材料的界面

随着金属基复合材料要求的使用性能和制备技术的发展,金属基复合材料的界面结构研究乃是近年来研究重点之一,复合材料界面特性在很大程度上决定复合材料的性能。通过分析界面特性,可以发现和推出界面特性与MMCS力学性能的内在规律。一般来说,金属基复合材料的力学性能很大程度上是由基体与增强相之间的界面结构与属性来决定的。

2.1 金属基复合材料界面存在的问题

金属基体通常是合金,含有性质不同的合金元素和相,熔化温度较高.在凝固、冷却、热

处理过程中还可能发生元素偏聚和扩散、固溶、相变等.在高温下元素化学活性增加,易与

增强体发生不同程度的界面反应,形成各种界面结构.金属基体与增强体物理、化学性质又

有较大差别。这些因素使金属基复合材料的界面间题显得十分复杂.

主要问题有:界面反应及其控制途径:界面反应规律、界面反应与制备工艺过程、界面反应对界面结构、界面性能增强体损伤的影响.控制界面反应的有效途径.,界面结构、性能对增强和断裂以及导热、导电性的影响。

界面结构与复合材料组分的关系:基体、增强体对应的界面结构特性,基体成分、相组

成与界面微结构,增强体及表面涂层与界面微结构及性能的关系。界面稳定性:在不同环境(温度、湿度、应力状态、化学等)条件下界面结构和性能的稳定性,环境因素对界面结构和特性的影响。界面的优化设计和优化界面的有效途径:针对不同性能要求的界面结构的优化设计,最佳界面结构的获取途径。

界面问题的研究解决需与所选择的金属基复合材料的类型、使用工况条件、制备过程密切结合,方能取得实际效果。

2.2金属基复合材料的界面反应

金属基复合材料的制备一般在高温下进行的，基体合金和增强体不可避免地发生程度不同的界面反应及元素扩散、偏聚等.界面反应程度决定了界面结构和性能。

2.2.1界面反应的结果

有利的方面：促进增强体与金属液的浸润，增强金属基体与增强体的界面结合.提高界面结合强度.较严重的界面反应将造成强界面结合.界面结合强度对复合材料内残余应力、应力分布、断裂过程有重要的影响,直接影响复合材料的性能。界面反应也可能形成各种类型的化合物,如AL4C3、AIBZ,A12MgO4、TIC等。

不利的方面：造成增强体损伤和改变基体成份，严重的界面反应使高性能纤维损伤.如：石墨/铝基复合材料严重损伤的石墨纤维表面形貌,被浸蚀的纤维的性能明显下降.界面反应还可能改变基体的成份,降低了基体的性能。

2.2.2界面反应程度对形成合适界面结构和性能的影响可将它分为三类:

第一类一有利于基体与增强体浸润、复合和形成最佳界面结合.如SIC颗粒增强铝基复合材料.铝基体中的Mg与SIC表面的SIO2作用适度时、可明显改善了SICP与Al的浸润性。这类界面反应轻微,纤维、晶须、颗粒等增强体无损伤和性能下降,不生成大量界面反应产物,界面结合强度适中.能有效传递载荷和阻止裂纹向增强体内部扩展.界面能起调节复合材料内应力分布的作用。

第二类一有界面反应产物,增强体虽有损伤但性能不下降.形成强界面结合、在应力作用下不发生界面脱粘,裂纹易向纤维等增强体内部扩展,呈现脆性破坏.结果造成纤维增强金属

的低应力破坏。但对晶须、颗粒增强复合材料,这类反应则是有利的.

第三类一严重界面反应.有大量反应产物,形成聚集的脆性相和脆性层,造成增强体严重损伤和基体成份改变,强度下降.同时形成强界面结合.复合材料的性能急剧下降,甚至低于

基体性能这类反应必须避免。

对于制备高性能金属基复合材料、控制界面反应程度到形成合适的界面结合强度极为重要.即使界面反应未造成增强体的损伤和形成明显的界面脆性相,只造成强界面结合也是十分有害的,这对连续纤维增强复合材料尤为重要.

2.3金属基复合材料界面特性对性能的影响

在金属基复合材料中，界面对材料内载荷的传递，微区应力和应变分析以及导电，导热等有着极为重要的作用和影响。界面结合强度、界面脆性相以及界面区的微结构对材料的宏观性能起着重要的作用.界面脱粘可有效地调节材料内应力分布,减缓裂纹端部的应力集中,阻止裂纹向纤维内部扩展,使每根纤维承载均匀、充分发挥出纤维的性能，适中的界面结合具有最高的抗拉、抗弯、冲击强度。

2.4界面的优化和有效控制途径

改善基体与增强体的浸润性、控制界面反应以形成最佳的界面结构是金属基复合材料生产的关键技术问题.界面优化的目标是形成可有效传递载荷、能调节应力分布、阻止裂纹扩展、稳定的界面结构.途径主要有纤维等增强体的表面涂层处理、金属基体合金化。

2.4.1纤维颗粒等增强体的表面涂层处理

增强体的表面改性及涂层处理可以有效地改善浸润性和阻止过度的界面反应。特别是用化学气相沉积法,能获得界面结构最佳的梯度复合涂层可制备出高性能的碳/铝、硼/铝、碳化硅/钦等复合材料。

SIC颗粒的氧化处理是一种经济又有效的增强体表面处理方法.合适的氧化处理可以获得连续致密的SIO2层.明显改善SICP与Al基体的浸润性,它与铝合金中的Mg元素作用形成颗粒界面层，可获得高性能SICP/Al复合材料。

2.4.2金属基体合金化

在液态基体中加入适当的合金元素,是改善基体熔体与增强体的浸润性、阻止有害的界面反应、形成稳定的界面结构的一种有效、经济的优化界面及控制界面反应的方法.例如在硼酸铝晶须增强铝基复合材料加入某些稀有元素,可有效阻止铝合金中M只与ABO晶须的界面反应,获得高性能材料.现有的基体多数是选用现成的金属合金,由于复合材料增强机制与合金的强化机制不同,合金中形成时效强化相的合金元素对界面结构有影响,有些是有害的，如Cu,铝合金中的强化相CuAI2易在增强纤维之间形成连接纤维的脆性相,引起脆性破坏.现有的金属合金是否适于作为金属基复合材料的基体、需认真考虑。

3金属基复合材料的应用

金属基复合材料自进入工业应用发展阶段以来，逐步拓宽了应用领域。它具有良好的综合性能，例如：高比强度、比模量导热、导电性能热膨胀系数小,尺寸稳定性好良好的高温性能耐磨性好良好的疲劳性能和断裂韧性不吸潮、不老化、气密性好等。由于金属基复合材料具有这些良好的综合性能而赋予它在各个领域都有应用。

3.1MMCS在陆上运输领域的应用

随着能源和环境问题日益严峻,世界各国实行越来越严格的燃油效率标准和尾气排放标准,这迫使各汽车生产商采用轻质的MMCS取代目前的铸铁和钢,实现汽车轻量化的目的。在汽车工业中,金属基复合材料的应用对于提高汽车零部件的使用性能已发挥了重要作用。本田公司研制了一种不锈钢长纤维增强的铝合金汽车发动机连杆,较之锻钢连杆,其刚度高、

耐疲劳性好,而且其往复运动件质量减小27%,使得发动机摩擦力降低。汽车采用铝基MMCS 刹车盘(如图1所示)，例如通用在2000年发布的混合动力车Precept前后轮均装配采用Alan 公司铝基MMCS制造的通风式刹车盘,该刹车盘质量不到原来铸铁刹车盘的一半。

图 1 SICP/Al复合材料刹车盘

世界范围内,建设了许多高速铁路和列车。其中德国ICE(Inter City Express)列车尤其以第一次应用MMCS刹车盘而著称。优点就是带来重大的减重效益。

3.2MMCS电子及光学领域的应用

21世纪将是以信息为主的时代，信息技术领域中的一个趋势。是集成度不断提高的集成电路。而制约集成度提高的关键因素是散热问题。由于铝基复合材料具有密度低热膨胀系数低，导热性能好等优点。因此适用于制造电子器材的衬装材料，散热片，基板等电子部件及旋转扫描镜，激光镜，反射镜，镜子底座等许多电子光学仪器。尤其是碳化硅颗粒增强铝基复合材料物理性能优良，制造工艺技术较为成熟。价格相对较低，得到了较为广泛的应用。

以铝碳化硅(ALSIC)MMCS为代表的第二代热管理材料,为电子封装提供了高度可靠且成本经济的热管理解决方案。ALSIC主要用作微处理器盖板/热沉、倒装焊盖板、微波及光电器件外壳/基座、高功率衬底、IGBT基板、柱状散热鳍片等。其中,无线通讯与雷达系统中的射频与微波器件封装构成ALSIC目前最大的应用领域,其第二大应用领域则是高端微处理器的各种热管理组件,包括功率放大器热沉、集成电路热沉、印刷电路板芯板和冷却板、芯片载体、散热器、整流器封装等(如图图2、图3所示)。

图 2ＡｌＳｉＣ微处理器盖板图3 ＡｌＳｉＣ光电封装基座

再如，碳纤维增强铝基复合材料导热性好，尺寸性能稳定，以其制成的卫星抛物面天线骨架不仅能够达到减重效果，还可使卫星天线的增益效率提高4倍。

3.3MMCS在航空航天领域的应用

MMCS最初发展的原动力来自于航空工业领域。先进的航空机推进系统，火箭发动机，

空间核动力系统和宇航用电子器件必须使用高温下具有高强度和刚性的金属基复合材料。

目前已用于军机和民机的MMCS主要是铝基和钛基复合材料。例如，美国航夭飞机的支杆是用连续硼纤维增强的铝基复合材料制造的,哈勃望远镜罩是用连续碳纤维增强铝基复合材料制造的（如图7所示）。复合材料制造的飞机翼板可比传统的飞机翼板减重20%一40%。目前,航空航天工业中正在大力开发用于喷气发动机的高温金属基复合材料和用于飞机构架的金属基复合材料（如图3、图4所示）。美国采用高体积分数SICP/AI复合材料用于Ｆ-22猛禽战斗机印刷电路板芯板,电子元件基座及外壳等。不仅实现了减重效果，同时还使电子模板的工作温度降低。地球轨道全球移动卫星通信系统也开始使用碳化硅增强铝基复合材料印刷电路板芯。

图 3航天飞机轨道器中B/AL复合材料图4哈勃望远镜CR/铝基复合材料悬架

图 5 哈勃望远镜整体结构

1998年,钛基复合材料进入航空市场, 以钛基MMCS接力器活塞的燃气涡轮发动机用在由洛克希德/波音联合研制的Ｆ-22猛禽战斗机的发动机上为它提供动力。

3.4MMCS在其它领域的应用

MMCS的其它应用涵盖制造业、体育休闲及基础建设领域,既包括硬质合金、电镀及烧结金刚石工具、Cu基及Ag基电触头材料等成熟市场,也包括TIC增强铁基耐磨材料、SAFFIL纤维增强铝基输电线缆（如图6所示）、B4C增强铝基中子吸收材料等新兴市场。这些新兴市场的表现在很大程度上决定着MMCS的未来增点。

图 3 SAFFIL纤维增强铝基输电线缆

4金属基复合材料的发展趋势

经过二十多年的发展,MMCS已经成功地从实验室走向市场,并在诸多应用领域站稳了脚跟,这受益于广泛而深入的基础研究工作,为低成本、高效率生产MMCS提供有力的技术支撑。随着高科技发展日益要求MMCS能够满足高性能化和多功能化的挑战,因此新一代MMCS必然朝着“结构复杂化”的方向发展。

在今后的研发工作中应着眼于两个方面,即在进一步完善已有MMCS材料和技术的同时,寻求新一代MMCS设计与制备的突破口,从而为MMCS的可持续发展奠定基础。目前MMCS 研发工作呈现3个趋势: ①复合构型设计将受到更多重视,重点是通过调控增强体的空间分布实现强韧化; ②结构功能一体化、多功能化将成为未来MMCS高性能化的必然途径; ③尽管备受争议,以碳纳米管为代表的金属基纳米复合材料终将登上历史的舞台。

5总结

金属基复合材料的界面问题的研究解决对确定有效的金属基复合材料的制备方法和确定金属基复合材料使用范围都是十分重要的,直接影响到金属基复合材料的迅速发展和应用.在高温下应用的金属基复合材料界面反应、界面稳定性问题更为突出,更需深入研究。

随着金属基复合材料基础理论的深化、制造工艺的改进和生产成本的降低,金属基复合材料将会取代许多传统的金属材料制造各种制品,并会导致材料制造加工工业及相关领域发生深刻的变化。

参考文献

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

金属基复合材料的现状与展望

金属基复合材料的现状与 展望 学院：萍乡学院 专业：无机非金属材料 学号：13461001 姓名：蒋家桐

摘要综述了金属基复合材料的进展情况,重点阐述了颗粒增强金属基复合材料和金属基复合 涂层的进展,包括其性能、现有品种、制备工艺、应用情况. 同时报道了目前本领域研究存在的问 题,如:力学问题、界面问题、热疲劳问题,并在此基础上展望发展前景. 关键词颗粒增强金属基复合材料,复合涂层材料,界面,热疲劳,功能梯度材料 随着近代高新技术的发展,对材料不断提出多方面的性能要求,推动着材料向高比强度、高比刚度、高比韧性、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等多方面发展[1 ] . 复合材料的出现在很大程度上解决了材料当前面临的问题,推进了材料的进展.金属基复合材料(MMC) 是以金属、合金或金属间化合物为基体,含有增强成分的复合材料. 这种材料的主要目标是解决航空、航天等高技术领域提高用材强度、弹性模量和减轻重量的需要,它在60 年代末才有了较快的发展,是复合材料一个新的分支. 目前尚远不如高聚物复合材料那样成熟,但由于金属基复合材料比高聚物基复合材料耐温性有所提高,同时具有弹性模量高、韧性与耐冲击性好、对温度改变的敏感性很小、较高的导电性和导热性,以及无高分子复合材料常见的老化现象等特点,成为用于宇航、航空等尖端科技的理想结构材料. 1 进展情况 目前,金属基复合材料基本上可分为纤维增强和颗粒增强两大类,所用的基体包括Al , Mg ,Ti 等轻金属及其合金以及金属间化合物等,也有少量以钢、铜、镍、钴、铅等为基体. 增强 纤维主要有碳及石墨纤维、碳化硅纤维、硼纤维、氧化铝纤维等,增强颗粒有碳化硅、氧化铝、硼 化物和碳化物等. 用以上的各种基体和增强体虽可组成大量金属基复合材料的品种,但实际上 只有极少几种有应用前景,多数仍处在研究开发阶段,甚至也有不少品种目前尚看不到其应用 前景[2 ] . 1. 1 纤维增强金属基复合材料 纤维增强金属基复合材料,由于具有高温性能好、比强度、比模量高、导电、导热性好等优 点,而成为复合材料的主要类型. 1. 2 颗粒增强金属基复合材料 由于纤维增强金属基复合材料存在上述缺点,从而未能得以大规模工业应用,只有美国、 日本等少数发达国家用于军事工业. 为此,近年来国际上又将注意力逐渐转移到颗粒增强金属 基复合材料的研究上. 这一类金属基复合材料与纤维增强金属基复合材料相比制备工艺简单, 成本低,可采用常规金属加工设备来制造,这样有利于其开发和应用. 可见,颗粒增强金属基复 合材料是非常有发展前途的. 金属基颗粒复合材料通常是作为耐磨、耐热、耐蚀、高强度材料开发的,目前用于颗粒增强

金属基复合材料的种类与性能

金属基复合材料的种类与性能 摘要：金属基复合材料科学是一门相对较新的材料科学，仅有40余年的发展历史。金属基复合材料的发展与现代科学技术和高技术产业的发展密切相关，特备是航天、航空、电子、汽车以及先进武器系统的迅速发展对材料提出了日益增高的性能要求，除了要求材料具有一些特殊的性能外，还要具有优良的综合性能，有力地促进了先进复合材料的迅速发展。单一的金属、陶瓷、高分子等工程材料均难以满足这些迅速增长的性能要求。金属基复合材料正是为了满足上述要求而诞生的。 关键词：金属；金属基复合材料；种类；性能特征；用途 1. 金属基复合材料的分类 1.1按增强体类型分 1.1.1颗粒增强复合材料 颗粒增强复合材料是指弥散的增强相以颗粒的形式存在，其颗粒直径和颗粒间距较大，一般大于1μm。 1.1.2层状复合材料 这种复合材料是指在韧性和成型性较好的金属基材料中含有重复排列的高强度、高模量片层状增强物的复合材料。片曾的间距是微观的，所以在正常比例下，材料按其结构组元看，可以认为是各向异性的和均匀的。 层状复合材料的强度和大尺寸增强物的性能比较接近，而与晶须或纤维类小尺寸增强物的性能差别较大。因为增强物薄片在二维方向上的尺寸相当于结构件的大小，因此增强物中的缺陷可以成为长度和构件相同的裂纹的核心。 由于薄片增强的强度不如纤维增强相高，因此层状结构复合材料的强度受到了限制。然而，在增强平面的各个方向上，薄片增强物对强度和模量都有增强，这与纤维单向增强的复合材料相比具有明显的优越性。 1.1.3纤维增强复合材料 金属基复合材料中的一维增强体根据其长度的不同可分为长纤维、短纤维和晶须。长纤维又叫连续纤维，它对金属基体的增强方式可以以单项纤维、二维织物和三维织物存在，前者增强的复合材料表现出明显的各向异性特征，第二种材料在织物平面方向的力学性能与垂直该平面的方向不同，而后者的性能基本是个向同性的。连续纤维增强金属基复合材料是指以高性能的纤维为增强体，金属或他们的合金为基体制成的复合材料。纤维是承受载荷的，纤维的加入不但大大改变了材料的力学性能，而且也提高了耐温性能。 短纤维和晶须是比较随机均匀地分散在金属基体中，因而其性能在宏观上是各向同性的；在特殊条件下，短纤维也可以定向排列，如对材料进行二次加工（挤压）就可达到。 当韧性金属基体用高强度脆性纤维增强时，基体的屈服和塑性流动是复合材料性能的主要特征，但纤维对复合材料弹性模量的增强具有相当大的作用。 1.2按基体类型分 主要有铝基、镁基、锌基、铜基、钛基、镍基、耐热金属基、金属间化合物基等复合材料。目前以铝基、镁基、钛基、镍基复合材料发展较为成熟，已在航天、航空、电子、汽车等工业中应用。在这里主要介绍这几种材料 1.2.1铝基复合材料 这是在金属基复合材料中应用最广的一种。由于铝合金基体为面心立方结构，因此具有良好的塑性和韧性，再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点，为其在工程上应用创造了有利条件。再制造铝基复合材料时通常并不是使用纯铝而是铝合金。这主要是由于铝合金具有更好的综合性能。

金属材料教学设计

金属材料教学设计 本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ 【教学设计思路】 根据课程标准要求，关于金属材料的学习，在认知领域的教学属于知道和了解水平，且学生已有关于金属和合金的不少生活常识，学习难度不大。为维护课标的严肃性，教学忌拔高知识难度，但在教学中，对于过程与方法，情感态度与价值观可考虑加强一些。使学生在学习过程中去深刻感知金属的物理性质及合金的巨大使用价值。从方法和情感层面获得加强和熏陶，不失为一种教学创新。这样做对知识学习而言，可以变枯燥为生动；对过程与方法而言，可以获得实验探究、调查研究、归纳分析等训练；还可透过关于中国冶金发展史的学习对爱国情感的熏陶等等。同时，本课题教材联系学生生活常识较多。为扩大学习成果，在课前、课中及课后力求安排一些学生活动，以激发化学学习的持久兴趣及升华科学情结。因此，本课题的教学，以指导学生探究学习、发展学生认知能力为出发点及归宿而设计。 【教学目标】

知识与技能： 1、通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。 2、了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。 3、认识在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。 过程与方法： 1、引导学生自主实验探究金属的物理性质（重点探究导电、导热性等）。 2、通过讨论探究物质的性质与用途的关系，培养学生综合分析问题的能力。 3、通过查阅合金的资料，培养学生独立获取知识的能力。 情感态度与价值观： 1、通过实验探究活动让学生体验成功的喜悦，逐步养成在学习过程中敢于质疑敢于探究的良好品质。 2、通过调查考察认识化学科学的发展在开发新材料提高人类生存质量方面的重大意义和贡献。 【教学重点】

无机非金属材料工厂工艺设计课程设计任务书

《无机非金属材料工厂工艺设计》 课程设计任务书 无机非金属材料教研室 张俊才 2010年9月26日

无机非金属07《无机非金属材料工厂工艺设计》课程设计题目序号姓名题目类别设计题目 1 王东岩 水 泥 厂 设 计年产普通硅酸盐水泥120万t水泥厂设计 2 王国鑫年产普通硅酸盐水泥100万t水泥厂设计 3 王铁俊年产普通硅酸盐水泥80万t水泥厂设计 4 冯晓雪年产普通硅酸盐水泥60万t水泥厂设计 5 刘文龙年产矿渣硅酸盐水泥150万t水泥厂设计 6 刘伟超年产矿渣硅酸盐水泥120万t水泥厂设计 7 孙海龙年产矿渣硅酸盐水泥100万t水泥厂设计 8 孙铁人年产矿渣硅酸盐水泥80万t水泥厂设计 9 张春宇年产矿渣硅酸盐水泥60万t水泥厂设计 10 徐刚年产普通和矿渣硅酸盐水泥120万t水泥厂设计 11 韩倩年产普通和矿渣硅酸盐水泥100万t水泥厂设计 1 刘立俊年产普通和矿渣硅酸盐水泥80万t水泥厂设计 2 王来全年产普通和矿渣硅酸盐水泥60万t水泥厂设计 3 王金辉年产Ⅰ型硅酸盐水泥120万t水泥厂设计 4 张宏达年产Ⅱ型硅酸盐水泥120万t水泥厂设计 5 张雷年产Ⅰ型硅酸盐水泥100万t水泥厂设计 6 张慧年产Ⅱ型硅酸盐水泥100万t水泥厂设计 7 杨子年产Ⅰ型硅酸盐水泥80万t水泥厂设计 8 苏鑫年产Ⅱ型硅酸盐水泥80万t水泥厂设计 9 崔东丹年产Ⅰ型硅酸盐水泥60万t水泥厂设计 10 韩宝才年产Ⅱ型硅酸盐水泥60万t水泥厂设计 11 韩彬年产Ⅰ型硅酸盐水泥50万t水泥厂设计 12 韩晶年产Ⅱ型硅酸盐水泥50万t水泥厂设计 13 鞠宗华年产Ⅰ型硅酸盐水泥40万t水泥厂设计 1 张宝存 陶 瓷 厂 设 计年产120万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计 2 王洋年产110万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计 3 孙越年产100万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计 4 李智明年产90万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计 5 沈小杰年产80万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计 6 欧阳雁南年产70万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计 7 姜昊年产60万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计

金属基复合材料综述

金属基复合材料综述 专业： 学号： 姓名： 时间：

金属基复合材料综述 摘要：新材料的研究、发展与应用一直是当代高新技术的重要内容之一。其中复合材料，特别是金属基复合材料在新材料技术领域中占有重要的地位。金属基复合材料对促进世界各国军用和民用领域的高科技现代化，起到了至关重要的作用，因此倍受人们重视。本文概述了金属基复合材料的发展历史及研究现状，对金属基复合材料的分类、性能、应用、制备方法、等进行了综述，提出了金属基复合材料研究中存在的问题，探讨了金属基复合材料的发展趋势。 关键词：金属基复合材料；分类；性能；应用；制备；发展趋势 Abstract: The research development and application of new composites are one of the important matters in modern high science and technology. This paper summarizes the met al matrix composites and the development history of the present situation and the classific ation of the metal matrix composites, performance, application and preparation methods, w as reviewed, and put forward the metal matrix composites the problems existing in the res earch, discusses the metal matrix composites trend of development. Keywords: Metal matrix composites; Classification; Performance; Application; Preparation; Development trend. 1.引言 复合材料是继天然材料，加工材料和合成材料之后发展起来的新一代材料。按通常的说法，复合材料是指两种或两种以上不同性质的单一材料，通过不同的复合方法所得到的宏观多相材料。随着现代科学技术的迅猛发展，对材料性能的要求日益提高。常希望复合材料即具有良好的综合性能，又具有某些特殊性能。金属基复合材料是近年来迅速发展起来的高性能材料之一，对促进世界各国军用和民用领域的高科技现代化，起到了至关重要的作用。相信随着科学技术的不断发展，新的制造方法的出现，高性能增强物价格的不断降低，金属基复合材料在各方面将有越来越广阔的应用前景。

金属基复合材料的研究进展

金属基复合材料的研究进展 姓名：@@@ 学号：@@@@ 学院：@@@@ 专业：@@@@

目录 1金属基复合材料发展史 (1) 2金属基复合材料的制造方法 (1) 2.1扩散法 (1) 2.1.1扩散粘结法 (1) 2.1.2无压力金属渗透法 (2) 2.1.3预制体压力浸渗法 (2) 2.2沉积法 (2) 2.2.1反应喷射沉积法(RAD) (2) 2.2.2溅射沉积法 (2) 2.2.3化学气象沉积法 (2) 2.3液相法 (2) 2.4熔体搅拌法 (3) 3金属基复合材料的应用概况 (3) 3.1金属基复合材料的范畴界定 (3) 3.2金属基复合材料全球市场概况 (3) 3.2.1MMCs在陆上运输领域的应用 (4) 3.2.2MMCs在电子/热控领域的应用 (4) 3.2.3MMCs在航空航天领域的应用 (5) 3.2.4MMCs在其它领域的应用 (5) 3.3中国的金属基复合材料研究现状 (7) 4金属基复合材料研究的前沿趋势 (7) 4.1金属基复合材料结构的优化 (7) 4.1.1多元/多尺度MMCs (8) 4.1.2微结构韧化MMCs (8) 4.1.3层状MMCs (8) 4.1.4泡沫MMCs (8) 4.1.5双连续/互穿网络MMCs (8) 4.2结构-功能一体化 (8) 4.2.1高效热管理MMCs (8) 4.2.2低膨胀MMCs (9) 4.2.3高阻尼MMCs (9) 4.3碳纳米管增强金属基纳米复合材料 (9) 5总结与展望 (9) 参考文献 (10)

金属基复合材料的研究进展 摘要：在过去的三十年里，金属基复合材料凭借其结构轻量化和优异的耐磨、热学和电学性能，逐渐在陆上运输(汽车和火车)、热管理、民航、工业和体育休闲产业等诸多领域实现商业化的应用，确立了作为新材料和新技术的地位。本文概述了金属基复合材料的发展历史和制造方法。并且在综述金属基复合材料的研究与应用现状的基础上，对其研究的前沿趋势进行了展望。 关键词：金属基复合材料；制造方法；性能；应用；前沿展望 金属基复合材料（MMCs），是在各金属材料基体内用多种不同复合工艺，加进增强体，以改进特定所需的机械物理性能。金属基复合材料在比强度、比钢度、导电性、耐磨性、减震性、热膨胀等多种机械物理性能方面比同性材料优异得多。因此，金属基复合材料在新兴高科技领域，宇航、航空、能源及民用机电工业、汽车、电机、电刷、仪器仪表中日益广泛应用。 1金属基复合材料发展史 近代金属基复合材料的研究始于1924年Schmit[1]关于铝/氧化铝粉末烧结的研究工作。在30年代，又出现了沉淀强化理论[2,3]，并在以后的几十年中得到了很快地发展。到了60年代，金属基复合材料已经发展成为复合材料的一个新的分支。到了80年代，日本丰田公司首次将陶瓷纤维增强铝基复合材料用于制造柴油发动机活塞，从此金属基复合材料的研制与开发工作得到了飞快地发展。土耳其的S.Eroglu等用离子喷涂技术制得了NiCr-Al/MgO-ZrO2功能梯度涂层。目前，金属基复合材料已经引起有关部门的高度重视，特别是航空航天部门推进系统使用的材料，其性能已经接近了极限。因此，研制工作温度更高、比钢度、比强度大幅度增加的金属基复合材料，已经成为发展高性能材料的一个重要方向。1990年美国在航天推进系统中形成了3 250万美元的高级复合材料（主要为MMC）市场，年平均增长率为16%，远远高于高性能合金的年增长率[4]。到2000年，金属基复合材料的市场价值达到了1.5亿美元，国防/航空用金属基复合材料已占市场份额的80%[5]。预计到2005年市场对金属基复合材料的需求量将达161 t，平均年增长率为4.4%。 2金属基复合材料的制造方法 金属基复合材料的种类繁多，制造方法多样，但总体上可以归纳为4种生产方法。2.1扩散法 扩散法是将作为基本的金属粉末与裸露或有包覆层的纤维在一起压型和烧结，或在基体金属的薄箔之间置入增强剂进行冷压或热压制成金属基复合材料的方法[6]。 2.1.1扩散粘结法 这种方法常用于粉末冶金工业。对于颗粒、晶须等增强体可以采用成熟的粉末冶金法，即把增强体与金属粉末混合后冷压或热压烧结，也可以用热等压工艺。对于连续增强体比较复杂，需先将纤维进行表面涂层以改善它与金属的润湿性并起到阻碍与金属反应的作用，再浸入液态金属中制成复合丝，最后把复合丝排列并夹入金属薄片后热压烧结，对于难熔金属

材料制备工艺课程设计

课程设计说明书PZT压电陶瓷蜂鸣器片 学院名称：材料科学与工程学院 专业班级：无机非金属材料1001班 学号： 3100703002 学生姓名：程小伟 指导教师：杨娟、周明 2014年1月

目录 前言 (3) 1压电蜂鸣片简介 (4) 1.1蜂鸣器的作用 (4) 1.2蜂鸣器的结构原理 (4) 2 陶瓷工艺设计的目的和意义 (5) 3设计任务及说明 (5) 4计算 (6) 4.1以1mol为基准对Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3 进行计算 (6) 4.2以100g为基准对Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3+0.5wt%Cr2O3+0.3wt%Fe2O3进行计算 (7) 5 PZT陶瓷制备的工艺流程 (7) 5.1称量与混合 (8) 5.2预烧 (8) 5.3粉体制备 (9) 5.4造粒 (10) 5.5成型 (10) 5.6排塑 (11) 5.7烧成 (12) 5.8极化 (15) 5.9焊接 (16) 5.10测试 (17) 6 工艺参数 (18) 6.1预烧工艺参数 (18) 6.2烧结工艺参数 (18) 6.3极化工艺参数 (18) 7主要设备选型 (19) 7.1球磨机 (19) 7.2 喷雾造粒干燥机 (19) 7.3滚压成型机 (20) 7.4 冲片机 (20) 7.5微波烧结装置 (20) 8总结 (21) 参考文献 (22)

前言 1880年，居里兄弟首先在单晶上发现压电效应。在1940年前，人们知道有两类铁电体：罗息盐和磷酸二氢钾盐。在1940年后，发现了BaTiO3是一种铁电体，具有强的压电效应，这是压电材料发展的一个飞跃。在1950年后，发现了压电PZT体系，具有非常强和稳定的压电效应，这是具有重大实际意义的进展。在1970年后，添加不同添加剂的二元系PZT陶瓷具有优良的性能，已经用来制造滤波器、换能器、变压器等。随着电子工业的发展，对压电材料与器件的要求就越来越高了，二元系PZT已经满足不了使用要求，于是研究和开发性能更加优越的三元、四元甚至五元压电材料。 由于PZT压电陶瓷具有优异的压电、介电和光电等电学性能，广泛地应用于电子、航天等高技术领域，用于制备传感器、换能器、存储器等电子元器件，是一种很有发展前途的功能材料。由此，国内外研究学者对PZT压电陶瓷进行了大量的研究，包括PZT压电陶瓷元器件，以PZT为基料的三元、四元压电陶瓷，PZT铁电陶瓷薄膜，PZT纤维等铁电陶瓷材料。由于PZT基压电陶瓷的制备工艺简单，原材料容易获得，价格低廉，并可方便地制成各种复杂的形状，在工程技术方面的应用非常广泛，甚至超过了压电晶体。 PZT系列压电陶瓷的研究已有即几十年的历史,取得了重大进展。其未来的热点趋势主要有:①高转换效率的PZT压电陶瓷。高能量转换效率的PZT压电陶瓷正在兴起，日本富士通研究实验室研制出了由铌酸镍铅、钛酸铅和锆酸铅组成的铅基钙钛矿型压电陶瓷,其烧结温度在1000℃以下,能量转换效率指数 K 33为80.8 %。②低温烧结PZT陶瓷材料的新技术和新工艺。开发低温烧结PZT

金属基复合材料

14.3.2金属-非金属复合材料 14.3.2.1金属基复合材料的性能特征 金属基复合材料与一般金属相比，具有耐高温、高比强度、高的比弹性模量、小的热膨胀系数和良好的抗磨损性能。与聚合物基复合材料相比，不仅剪切强度高、对缺口不敏感，而且物理和化学性能更稳定，如不吸湿、不放气、不老化、抗原子氧侵蚀、抗核、抗电磁脉冲、抗阻尼，膨胀系数低、导电和导热性好。由于上述特点，使金属基复合材料更适合空间环境使用，是理想的航天器材料，在航空器上也有潜在的应用前景。 14.3.2.2金属基复合材料的研究与应用 表14.101 和表14.102简要概述了各类金属基复合材料在航空航天领域的应用概况。金属基复合材料(MMC)的研究始于20世纪60年代，美国和俄罗斯在航空航天用金属基复合材料的研究应用方面处于领先的地位。20世纪70年代，美国把B/Al复合材料应用到航天飞机轨道上，该轨道器的主骨架是采用89种243根重150g的B/Al管材制成，比原设计的铝合金主骨架减重145g。美国还用B/Al复合材料制造了J-79和F-100发动机的风扇和压气机叶片，制造了F-106、F-111飞机和卫星构件，并通过了实验，其减重效果达20%～66%。苏联的B/AL复合材料与80年代达到实用阶段，研制了多种带有接头的管材和其他型材，并成功地制造出能安装三颗卫星的支架。由于B纤维的成本高，因此自70年代中期美国和苏联又先后开展C/AL复合材料的研究，在解决了碳纤维与铝之间不湿润的问题以后，C/AL复合材料得到应用。美国用C/AL制造的卫星用波导管具有良好的刚性和极低的热膨胀系数，比C/环氧复合材料轻30%.。随着SiC纤维和Al2O3纤维的出现，连续纤维增强的金属基复合材料得到进一步发展，其中研究和应用较多的是SiC/AL 复合材料。连续纤维增强金属基复合材料的制造工艺复杂、成本高，因此美国又率先研究发展晶须增强的金属基复合材料，主要用于对刚度和精度要求较高的航天构件上。美国海军武器中心研制的SiC p/Al复合材料导弹翼面已经进行了发射试验，卫星的抛物面天线、太空望远镜的光学系统支架也采用了SiC p/Al复合材料，其刚度比铝大70%，显著提高了构件的精度。 MMC对航天器的轻质化、小型化和高性能化正在发挥越来越重要的作用。 MMC在航空器上的应用也有很大潜力，英国研制了SCS-6/Ti的发动机叶片，大幅度提高了其承载能力和刚度，优化了气动载荷下的翼型。用SCS-6/Ti代替耐热钢制造的RB211发动机的压气机静子，可使该构件减重40%；采用SCS-6/Ti代替镍基高温合金制作压气机叶环结构转子，可是该部件减重80%；SiC f/Ti 也可望代替不锈钢在F-22试验型飞机制作活塞杆。 表14.101 B/Al复合材料的应用 表14.102 其他MMC的应用背景

先进金属基复合材料制备科学基础

项目名称：先进金属基复合材料制备科学基础首席科学家：张荻上海交通大学 起止年限：2012.1-2016.8 依托部门：上海市科委

一、关键科学问题及研究内容 针对国家空天技术、电子通讯和交通运输领域等对先进金属基复合材料的共性重大需求和先进金属基复合材料的国内外发展趋势，本项目以克服制约国内先进金属复合材料制备科学的瓶颈问题为出发点，针对下列三个关键科学问题开展先进金属基复合材料制备科学基础研究： (1). 先进金属基复合材料复合界面形成及作用机制 界面是是增强相和基体相连接的“纽带”，也是力学及其他功能，如导热、导电、阻尼等特性传递的桥梁，其构造及其形成规律将直接影响复合材料的最终的组织结构和综合性能。因此，界面结构、界面结合及界面微区的调控是调控金属复合材料性能的最为关键的一环。揭示基体成分、添加元素、增强体特性复合工艺对复合过程中的界面的形成、加工变形、服役过程中的界面结构、特征的演变规律和效应，以及在多场下的组织演变规律和对复合材料的性能变化极为关键。复合效应的物理基础正是源于金属基体与增强体的性质差异，而在金属基复合材料复合制备过程中，二者的差异无疑会直接或间接地影响最终的复合组织和界面结构。因此，要想建立行之有效的金属基复合材料组分设计准则和有效调控先进金属基复合材料的结构与性能，就必须从理论上认识先进金属基复合材料的复合界面形成及作用机制。 (2). 先进金属基复合材料复合制备、加工成型中组织形成机制及演化规律 金属基复合材料的性能取决于其材料组分和复合结构，二者的形成不仅依赖于复合制备过程，还依赖于包括塑性变形、连接、热处理等后续加工和处理过程。只有在掌握金属基复合材料的组织结构演变规律的基础上，才有可能通过优化工艺参数精确调控微观组织，进而调控复合材料的性能。 (3). 使役条件下复合材料界面、组织与性能耦合响应机制 先进金属基复合材料中，由于增强体与金属基体的物理和力学性能之间存在巨大差异，造成在界面点阵分布不均匀，同时近界面基体中由于热错配，残余应力等导致晶体学缺陷含量较高。因此，在使役过程中，先进金属基复合材料的力学性能不仅取决于其材料组分，更加取决于增强体在基体中的空间分布模式、界面结合状态和组织与性能之间的耦合响应机制。只有揭示使役条件下复合材料界面、组织与性能耦合响应机制，才能真正体现先进金属基复合材料中增强体与基体的优势互补，充分利用其巨大潜力，也才可能优化复合和界面结构设计。

16Mn钢(热处理课程设计)

目录 第一章金属热处理课程设计简介 (1) 一、课程设计的任务与性质 (1) 二、课程设计的目的 (1) 三、设计内容与基本要求 (1) 四、设计步骤 (2) 第二章材料16Mn基本参数 (2) 一、16Mn材料简介 (2) 二、16Mn材料的性能及用途 (3) 三、16Mn材料化学成分 (3) 四、16Mn物理力学性能 (3) 第三章热处理工艺设计 (4) 一、16Mn热处理概述 (4) 二、16Mn热处理 (4) 三、基本参数确定 (9) 第四章 16Mn钢热处理分析 (10) 一、16Mn钢热处理后组织分析 (10) 二、16Mn钢热处理后材料性能检测 (13) 第五章设计与心得体会 (17) 参考文献 (19)

第一章金属热处理课程设计简介 一、课程设计的任务与性质 《金属热处理原理与工艺》课程是一门重要的专业课程，金属材料热处理工艺设计及实验操作是一种重要的教学环节，通过金属材料热处理工艺金相组织分析、性能检测等实验，可以培养学生掌握热处理实验方法、原理及相关设备，运用热处理的基本原理和一般规律对实验结果进行分析讨论，有助于强化学生解决问题、分析问题的能力。 二、课程设计的目的 1、课程设计属于《金属热处理原理与工艺》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握金属热处理工艺设计的一般规律和方法。 2、培养综合运用金属学、材料性能学、金属工艺学、金属材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。 3.培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。 4.提高技术总结及编制技术文件的能力。 5.是金属材料工程专业毕业设计教学环节实施的技术准备。 三、设计内容与基本要求 设计内容：完成合金结构钢（16Mn）的热处理工艺设计，包括工艺方法、路线、参数的确定，热处理设备及操作，金相组织分析，材料性能检测等。 基本要求： 1.课程设计必须独立的进行，每人必须完成不同的某一种钢材热处理工艺设计，能够较清楚地表达所采用热处理工艺的基本原理和一般规律。 2.合理地确定工艺方法、路线、参数，合理选择热处理设备并正确操作。 3.正确利用TTT、CCT图等设计工具，认真进行方案分析。 4.正确运用现代材料性能检测手段，进行金相组织分析和材料性能检测等。 5.课程设计说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整，图表清晰。 四、设计步骤 方案确定： 1.根据零件服役条件合理选择材料及提出技术要求。

铝基复合材料综述

铝基复合材料综述 XXXXXXXXXXX 摘要铝基复合材料凭借密度小、耐磨、热性能好等优点在航天航空等领域占有优势地位。文中综述了铝基复合材料的种类、铝基复合材料性能、各种铝基复合材料的制备和应用以及发展前景。 关键词铝基复合材料种类性能制备应用 Abstract Al-based alloys have advantages in the field of the aerospace by the advantages of small density , anti-function ,good thermal performance and so on. This article discussed the kinds ,performance ,approach , use and development prospect of Al-based alloys. Key words Al-based alloys kind performance approach use

1.引言 自20世纪80年代金属基复合材料大规模研究与开发以来，铝基复合材料在航空，航天，电子，汽车以及先进武器系统等领域得到迅速发展。铝基复合材料的制备工艺设计高温、增强材料的表面处理、复合成型等复杂工艺，而复合材料的性能、应用、成本等在很大程度上取决于其制造技术。因此，研究和开发心的制造技术，在提高铝基复合材料性能的同时降低成本，使其得到更广泛的应用，是铝基复合材料能否得到长远发展的关键所在。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。2.铝基复合材料分类 按照增强体的不同,铝基复合材料可分为纤维增强铝基复合材料和颗粒增强铝基复合材料。纤维增强铝基复合材料具有比强度、比模量高,尺寸稳定性好等一系列优异性能,但价格昂贵,目前主要用于航天领域,作为航天飞机、人造卫星、空间站等的结构材料。颗粒增强铝基复合材料可用来制造卫星及航天用结构材料、飞机零部件、金属镜光学系统、汽车零部件;此外还可以用来制造微波电路插件、惯性导航系统的精密零件、涡轮增压推进器、电子封装器件等。 3.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。 4.铝基复合材料特点 在众多金属基复合材料中，铝基复合材料发展最快且成为当前该类材料发展和研究的主流，这是因为铝基复合材料具有密度低、基体合金选择范围广、热处理性好、制备工艺灵活等许多优点。另外，铝和铝合金与许多增强相都有良好的接触性能，如连续状硼、AL2O3\ 、

金属学课程设计——45号钢车床主轴热处理工艺设计

金属学课程设计——45号钢车床主轴热处理工艺设计《金属学与热处理》课程设计 45号钢车床主轴热处理工艺设计 学生姓名:X X X 学生学号:xxxxxxxxxxxxx 院(系):xxxxxxxx学院年级专业:xxxxxxxxxxxxxxx 指导教师:xxxxxxxxxxx 二〇一一年十二月 课程设计任务书 题目 45号钢车床主轴热处理工艺设计 1、课程设计的目的 使学生了解、设计45号钢车床主轴热处理生产工艺，主要目的:(1)培养学生 综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。(2)学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。(3)进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 2、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等) (1)零件使用工况及对零件性能的要求分析; (2)45号钢材料成分特点及性能特点分析; (3)车床主轴热处理工艺参数; (4)表面淬火方式确定; (5)设计说明书撰写，不低于3000字。 3、主要参考文献

[1] 崔明择主编.工程材料及其热处理[M]. 北京:机械工业出版社，2009.7. [2]崔忠析主编.金属学与热处理(第二版)[M]. 北京:机械工业出版社，2007.5 [3]王建安. 金属学与热处理[M]. 北京:机械工业出版社，1980 [4] 中国机械工程学会.热处理手册[M]. 北京:机械工业出版社，2006.7 [5] 范逸明.简明金属热处理工手册[M].北京:国防工业出版社，2006.3 4、课程设计工作进度计划 第18周:对给定题目进行认真分析，查阅相关文献资料，做好原始记录。 第19周:撰写课程设计说明书，并进行修改、完善，提交设计说明书。指导教师 日期年月日 (签字) 教研室意见: 年月日学生(签字): 接受任务时间: 年月日 课程设计(论文)指导教师成绩评定表题目名称 45号钢车床主轴热处理工艺设计 分得评分项目评价内涵值分 遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学01 学习态度 6 工作态度。 工作 表现通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠02 科学实践、调研 7 道获取与课程设计有关的材料。 20% 03 课题工作量 7 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题， 04 综合运用知识的能力 10 能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析， 得出有价值的结论。

复合材料综述

金属基陶瓷复合材料制备技术研究进展与应用* 付鹏，郝旭暖，高亚红，谷玉丹，陈焕铭 （宁夏大学物理电气信息工程学院，银川750021） 摘要综述了国内外在金属基陶瓷复合材料制备技术方面的最新研究进展与应用现状，展望了 国内金属基陶瓷复合材料的未来发展。 关键词金属基陶瓷复合材料制备技术应用 Development and Future Applications of Metal Matrix Composites Fabrication Technique FU Peng, HAO Xunuan, GAO Yahong, GU Yudan, CHEN Huanming (School of Physics & Electrical Information Engineering, Ningxia University, Yinchuan 750021) Abstract Recent development and future applications of metal matrix compositesfabrication technique are reviewed and some prospects of the development in metal matrix composites at home are put forward. Key words metal-based ceramic composites, fabrication technique, applications 前言：现代高技术的发展对材料的性能日益提高，单料已很难满足对性能的综合要求，材料的复合化是材料发展的必然趋势之一。陶瓷的高强度、高硬度、高弹性模量以及热化学性稳定等优异性能是其主要特点，但陶瓷所固有的脆性限制着其应用范围及使用可靠性[1—3]。因此，改善陶瓷的室温韧性与断裂韧性，提高其在实际应用中的可靠性一直是现代陶瓷研究的热点。与陶瓷基复合材料相比，通常金属基复合材料兼有陶瓷的高强度、耐高温、抗氧化特性，又具有金属的塑性和抗冲击性能，应用范围更广，诸如摩擦磨损类材料、航空航天结构件、耐高温结构件、汽车构件、抗弹防护材料等。 1 金属基陶瓷复合材料的制备 金属基陶瓷复合材料是20世纪60年代末发展起来的，目前金属基陶瓷复合材料按增强体的形式可分为非连续体增强（如颗粒增强、短纤维与晶须增强）、连续纤维增强(如石墨纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维等)[4—6]。实际制备过程中除了要考虑基体金属与增强体陶瓷之间的物性参数匹配之外，液态金属与陶瓷间的浸润性能则往往限制了金属基陶瓷复合材料的品种。目前，金属基陶瓷复合材料的制备方法主要有以下几种。 1.1 粉末冶金法 粉末冶金法制备金属基陶瓷复合材料即把陶瓷增强体粉末与金属粉末充分混合均匀后进行冷压烧结、热压烧结或者热等静压，对于一些易于氧化的金属，烧结时通入惰性保护气体进行气氛烧结。颗粒增强、短纤维及晶须增强的金属基陶瓷复合材料通常采用此种方法，其主要优点是可以通过控制粉末颗粒的尺寸来实现相应的力学性能，而且，粉末冶金法制造机械零件是一种终成型工艺，可以大量减少机加工量，节约原材料，但粉末冶金法的生产成本并不比熔炼法低[7]。 1.2 熔体搅拌法 熔体搅拌法是将制备好的陶瓷增强体颗粒或晶须逐步混合入机械或电磁搅拌的液态或半

金属基复合材料的应用及前景

附录： 题目：金属基复合材料的应用级展望 院（系）轻纺工程系 专业高分子材料加工技术 届别2012届 学号0919080102 姓名汪振峰 指导老师袁淑芳老师 黎明职业大学 2011年12月

金属基复合材料的应用及展望 汪振峰 （黎明大学，福建泉州，362000） 摘要:金属基复合材料是近几年来复合材料研究中的热点。本文综述了金属基复合材料的分类、性能特点、制备方法,总结了其主要进展及应用。 关键词:金属基复合材料；特点；应用 1、前言 随着近代高新技术的发展,对材料不断提出多方面的性能要求，推动着材料向高比强度、高比刚度、高比韧性、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等多方面发展。复合材料的出现在很大程度上解决了材料当前面临的问题，推进了材料的进展。 复合材料(Composite Materials)是为达到预期的使用特性将不同性质的两种或两种以上材料结合为一体而设计制造的新材料。金属基复合材料(MMCs即Metal matrix composites)是以金属、合金或金属间化合物为基体,含有增强成分的复合材料。其目标是解决航空、航天、电子、汽车、先进武器系统等高技术领域提高用材强度、弹性模量和减轻重量的需要,它在60年代末才有了较快的发展,是复合材料一个新的分支.目前尚远不如高聚物复合材料那样成熟,但由于金属基复合材料比高聚物基复合材料耐温性有所提高,同时具有弹性模量高、韧性与耐冲击性好、对温度改变的敏感性很小、较高的导电性和导热性以及无高分子复合材料常见的老化现象等特点,成为用于宇航、航空等尖端科技的理想结构材料。 金属基复合材料集高比模量、高比强度、良好的导热导电性、可控的热膨胀系数以及良好的高温性能于一体,成为当代发展迅速的重要先进材料之一。 2、金属基复合材料的分类 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。 2.1按基体分类： 2.1.1铝基复合材料 这是在金属基复合材料中应用得最广的一种。由于铝的基体为面心立方结构，因此具有良好的塑性和韧性，再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点，为其在工程上应用创造了有利的条件。 在制造铝基复合材料时，通常并不是使用纯铝而是用各种铝合金。这主要是由于与纯铝相比，铝合金具有更好的综合性能。至于选择何种铝合金做基体，则根据实际中对复合材料的性能需要来决定。

高中化学4.2.2《第2节 铝 金属材料 》教案(鲁科版必修1)

第2节铝金属材料 第二课时 【板书】（3）铝的重要化合物——氧化铝和氢氧化铝的两性 【提出问题】为什么在进行铝和氢氧化钠溶液反应的过程中，要事先用砂纸擦去其表面的物质？这种物质是什么？ ①Al2O3：既能溶于强酸又能溶于强碱溶液。 Al2O3+6H+ ===2Al3+ +3H2O （迁移到相关的化学方程式1～2例） Al2O3+2OH—+3H2O ===2[Al（OH）4]—（迁移到相关的化学方程式1～2例） 【提出问题】为什么不用铝制品盛放酸梅汤和碱水等物质？ ②Al(OH)3： 制备：铝盐和氨水反应(实验探索)。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 如Al2(SO4)3 +6NH3·H2O ===2Al(OH)3 ↓+3(NH4)2SO4 AlCl3 +3 NH3·H2O ===2Al(OH)3 ↓+3 NH4 lCl 【提出问题】为什么不用铝盐和强碱溶液反应制备氢氧化铝？ 性质（实验探索——在两份氢氧化铝中分别加入盐酸和氢氧化钠溶液） Al（OH）3+3H+ ===2Al3+ +3H2O Al（OH）3+OH—===[Al（OH）4]— （迁移到相关的化学方程式1～2例） 2.铝合金及其制品 （1）合金：两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。（2）铝及其合金的用途： 【点评】构建知识网络图是学生进行概括和总结的一种方法。教师要善于引导学生学会自我构建知识网络，自我总结，在总结中不断反思，不断提高。 作业：P1221～5题。 【板书】二.金属与金属材料 黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金构成的材料。 有色金属材料：除黑色金属（铁、铬、锰）以外的其他金属材料。 重要的黑色金属材料——钢铁 （1）钢铁的制备 铁矿石→生铁→普通钢→特种钢。 如：3CO +Fe2O3 ===2 Fe +3CO2↑ （2）钢铁的用途：

金属材料工程课程设计

目录 1板带钢的基本简介 (2) 2制定生产工艺流程与工艺制度 (3) 2.1制定生产工艺 (3) 2.2制定工艺制度 (3) 2.3坯料的选择 (3) 2.4轧辊辊身长度的确定 (3) 2.5轧辊辊径的确定 (3) 3基本参数的计算 (4) 3.1轧制道次的计算 (4) 3.2产品尺寸确定 (4) 3.3最大压下量的计算 (4) 3.4压下量的分配 (5) 4轧制速度和轧制时间的确定 (5) 5轧制温度的计算 (16) 6轧制压力的计算 (17)

1板带钢的基本简介 随着中国经济建设的快速发展，各行业对板带钢的需求量逐年递增，板带钢已成为最主要的钢材产品，约占钢材总量的45%，在汽车、造船、桥梁、建筑军工、食品和家用电器等工业上得到了广泛应用。另外，板带钢还是生产焊接钢管、焊接型钢及冷弯型钢的原料。 当前，在工业比较发达的几个主要产钢国，板带钢在轧制钢材中所占比重达60%~70%，甚至更高，板带钢的生产技术水平在轧材中所占的比例，可以作为衡量一个国家轧钢生产发展水平的标志，也可以作为衡量一个国家国民经济水平高低的指标之一。随着国民经济的迅速发展，对板带钢的品种规格、尺寸精度及性能都提出了更为严格的要求。 板带钢按厚度一般可分为厚板（包括中板、厚板及特厚板）、薄板和极薄带材三大类。我国一般称厚度在4.0mm以上的为中厚板（其中4~20mm的为中板，20~60mm的为厚板，60mm以上的为特厚板），4.0~0.2的为薄板，0.2mm以下的为极薄带材或箔材。目前，箔材最薄可达0.001mm，而特厚板可厚至500mm以上，最宽可达5000mm。热轧板带钢的厚度和宽度范围见下表。 分类厚度范围/mm 宽度范围/mm 特厚板>60 1200~5000 厚板20~60 600~3000 中板 4.0~20 600~3000 薄板0.2~4.0 500~2500 带材<6 20~2500 本设计的产品为L 30的中板设计 ?2200 mm mm?