《金属基复合材料》ppt课件

《《金属基复合材料》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、Continuouscarbon,siliconcarbide,orceramicfibersareembeddedinametallicmatrixmaterial.金属基复合材料是随着现代技术对材料的要求越来越高而发展起来的。用高强度、高模量和耐高温的第二成分增强金属，可制成比金属性能更好的金属基复合材料。金属材料的韧性要比热固性聚合物材料和陶瓷材料好。同时，金属材料还有不吸湿、不老化、导电、导热等一些特性。金属基复合材料（MMC）的大规模研制和开发工作起步于20世纪80年代，主要是对低熔点金属如铝、镁等的复合增韧。以这些材料制成

2、的结构件代替原来的金属材料构件，构件质量（重量）得到了显著减轻，这一成果在航空、航天领域具有十分重大的意义特点1、比金属的比强度高，比刚度大纤维增强金属基复合材料多数足由Vf＝20%-70%的高强度和高模量的纤维来增强金属，与金属相比，在纤维方向具有很高的比强度和比模量。特别是纤维增强镁、铝等，具有很显著的效果。2、良好的高温性能在复合材料中，作为承载主体的纤维，在高温下能保持很高的强度和模量。当金属基体接近熔点温度时，由于纤维的作用，沿纤维方向的力学性能主要由纤维控制，因此，还具有很高的强度和刚度；在横向拉伸和剪切性能方面。由于受基

3、体性能控制，高温性能不能改善，但铺设成多向叠层复合材料后，在面内各方向的高温性能都比基体金属有改善。3、良好的导热导电性和电磁感应屏蔽性由于金属基复合材料的基体为金属，而金属均有良好的导热和导电性，特别是铝和铜等。对于某些构件，这一特点是十分重要的。当构件尺寸需要高度稳定时，因金属基复合材料具有良好的导热性，可以减少构件上由于运行条件所引起的温度梯度，由于温度分布比较均匀，因而可减少温度应力。而良好的导电性可以防止构件出现静电聚集，并对电磁感应产生屏蔽。4、在纤维方向上线膨胀系数小金属基复合材料所用的碳纤维、碳化硅纤维和硼纤维均有很高

4、的模量和很低的线膨胀系数，且石墨纤维的纵向线膨胀系数为负值。因此．纤维增强金属基复合材料的线膨胀系数要比金属小。控制纤维的含量和方向就能设计制造出在纤维方向上线膨胀系数很低的金属基复合材料。5、良好的抗疲劳性能金属基复合材料的抗疲劳性能与纤维类型、金属基体的性能、生产工艺和界面状况等密切相关。当纤维与基体在界面上结合得合适时，界面能有效地阻止裂纹扩展。纤维增强金属基复合材料的抗拉、抗疲劳性能，明显高于金属基休材料。6、不吸湿和不放气金属基复合材料不吸湿，没有分解和污染系统的物质产生。这对卫星仪表的稳定和可靠运行是十分重要的。7、其他性

5、能金属基纤维增强复合材料与基体材料相比，可提高抗蠕变性能、硬度和阻尼等。特点1、金属基复合材料在基体屈服以前的一个较小范围内，应力应变关系才是线性的。除非采用很硬的基体，否则在拐点以上，金属基复合材料的有效弹性模量就不再明显大于树脂基复合材料。一般来说，树脂基复合材料在纤维方向具有很好的线性弹性，具有很高的比强度和比刚度。这是金属基复合材料所不及的。2、剪切强度和层间拉伸强度较低与金属基体材料相比，金属基复合材料的面内剪切强度、层间剪切强度、横向拉仲强度和层间拉仲强度都比较低。与纤维方向金属基复合材料的拉、压强度比就更低。但与树脂基复

6、合材料的这些性能比，又强得多。提高界面的结合强度，可提高这些性能，但冲击强度下降。3、在抵抗某些环境腐蚀方面，金属基复合材料不如树脂基复合材料。4、在金属基复合材料制造过程中，涉及到高温、增强材料的表面处理、复合成型等复杂工艺。因此，金属基复合材料很难制造、成本很高。5、金属基复合材料密度较大。6、由于金属基复合材料的研究起步较晚，再加上实际应用范围和制造成本等因素的影响，目前金属基复合材料的技术水平落后于聚合物基复合材料和陶瓷基复合材料。缺点1、航空航天工业B/AL复合材料是最早工业化生产的金属基复合材料，在美国哥伦比亚号航天飞机构

7、件中，该种复合材料用于制造主骨架、肋条、桁架支柱、制动器支撑架等构件共89种243件，总质量150kg。使用B/A1复合材料比原来铝合金构件质量减轻了44%。B/AL复合材料还用来制造喷气发动机风扇叶片、飞机机翼蒙皮和结构支撑件、飞机垂直尾翼和起落架部件。SiC/AL复合材料被用来制造飞机、发动机和卫星的结构件，如飞机上长3m的Z形加强板、战斗机尾翼平衡器、卫星支架以及超轻高性能太空望远镜的管、棒、桁架等。用于航空航天工业的金属基复合材料，一般需要考虑的主要因素是：（1）轻质高强。在保持强度的情况下，材料自重要轻，这样可以减少燃料消耗

8、，所以通常选用低密度陶瓷纤维作为增强材料。（2）材料的抗疲劳性能好。对复合材料成型工艺要求较高，复合材料的制造成本也相应提高。（3）材料具有一定的耐高温性能。应用2、机械制造工业金属基复合材料用于机械制造业的前提是其制品