金属基复合材料重点

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1、第一章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

2、的同时，可较大幅度地提高材料的强度和弹性模量。第二章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）展开（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。第三章3•分析论述金属基复合材料的可设计性（为什么复合材料具有可设计性）（1）复合材料是由增强体、基体、界面三部分组成。（2）基体和增强体材

3、料是可以选择的，比如增强体的大小、形貌、分布等都会造成所制备复合材料性能的不同。同时，金属基体的组分比例也将影响复合材料表现出的宏观性能。（3）界面的设计：（4）此外，选择不同的制备工艺和成型工艺也会影响复合材料性能。（5）设计者可以根据外部环境的变化与要求來设计具有不同特性与性能的复合材料，以满足工程实际对高性能复合材料及结构的要求。（6）复合材料在弹性模量、线膨胀系数和材料强度等方面具有明显的各向异性性质，可以根据不同方向上对刚度和强度等性能的特殊要求来设计复合材料及结构。（7）复合材料的不

4、均匀也是其显著特点。复合材料的几何非线性及物理非线性也是要特殊考虑的。（8）复合材料具有不同层次上的宏观、细观和微观结构，因此可以采用力学理论和数值分析手段对其进行设计。（9）复合材料设计涉及多个变量的优化及多层次设计的选择。攵合材料设计问题要求确定增强体的几何特征、基体材料和增强体的微观结构，以及增强体的体积分数。复合材料的设计主要包含功能设计、结构设计和工艺设计复合材料设计的基本步骤：寸环境与负载的要求:机械负载热应力潮湿环境成型方法：工艺过程优化设计损伤及破坏分析:强度准则损伤机理破坏过程

5、复合材料响应：应力场温度场等设计变量优化，弋表性单元性能考？有限元方法实验力学方法结构宏观性能丿j（靈择材料jcLJ基体材料LJn增强材料rnji几何形状ji复合材料设计的基本步骤.选择基体的原则（第29页）：金属基攵合材料的使用要求金属基复合材料组成的特点基体金属与增强物的相容性4.功能复合材料调整优值的途径（第38页）：（1）调整复合度（2）调整联接方式（3）调整对称性（4）调整尺度（5）调整周期性.复合效应包括（第39页）：什么是乘积效应乘积效应、系统效应、诱导效应和共扼效应5•热膨胀系数

6、以及表达公式（第54页）定义：表征材料受热时线度或体积变化程度。表达公式:线膨胀系数：a=（dL/dT）P/L体膨胀系数：fi=（dV/dT）P/V式中，L为材料的线度，T为材料的热力学温度，V为材料的体积。第四章1.金属基复合材料制备方法分类（第60页）固态法：固态法是在基体金属处于固态情况下，与增强材料混合组成新的复合材料的方法。其屮包括粉末冶金法、热压法、热等静压法、轧制法、挤压和拉拔法、爆炸焊接法等。液态法：液态法是在基体金屈处于熔融状态下，与增强材料混合组成新的复合材料的方法。其屮包真

7、空压力浸渍法、挤压铸造法、搅拌铸造法、液态金属浸渍法、共喷沉积法、热喷涂法等。表面复合法：新型制造方法包括：原位自生成法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、化学镀和电镀法及复合镀法等。6•制备技术应具备的条件（60页）（1）使增强材料均匀地分布金属基体中，满足复合材料结构和强度要求；（2）能使复合材料界面效应、混杂效应或复合效应充分发挥；（3）能够充分发挥增强材料对基体金属的增强、增韧效果；（4）设备投资少，工艺简单易行，可操作性强；便于实现批量或规模生产；（5）能制造出接近最终产品的形状，尺寸和

8、结构，减少或避免后加工工序.7•金属基复合材料制造的关键性技术及解决方法（第61页）（与成形对照）1）加工温度高，在高温下易发生不利的化学反应；解决方法：①尽量缩短高温加工时间，使增强材料与基体界面反应降低至最低程度；②通过提髙工作压力使增强材料与基体浸润速度加快；③采用扩散粘接法可有效地控制温度并缩短时间。2）增强材料与基体浸润性差；解决方法：①加入合金元素，优化基体组分，改善基体对增强材料的浸润性；②对增强材料进行表面处理，涂敷一层可抑制界面反应的涂层。3）增强材料在基体屮的分布。解决方法：