金属基复合材料的研究进展.pdf

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1、"!!!!!!!!!!"!河北化工Vol.29No.6Jun.2006!环球博览!!"!!!!!!!!!!"金属基复合材料的研究进展12高玉红,李运刚（1.邯郸学院化学系，河北邯郸056005；2.河北理工学院冶金系，河北唐山063009）[摘要]概述了金属基复合材料的发展历史和制造方法，着重介绍了不同种类金属基复合材料的研究现状和应用前景，指出了金属基复合材料研究过程中存在的问题和今后发展的方向。[关键词]金属基复合材料；纳米复合材料；网络交叉复合材料[中图分类号]TQ050.4+3[文献标识码]A[文章编号]

2、1003-5095(2006）06-0051-04金属基复合材料，是在各金属材料基体内用多属基复合材料的需求量将达161t，平均年增长率种不同复合工艺，加进增强体，以改进特定所需的机为4.4%。械物理性能。金属基复合材料在比强度、比钢度、导2金属基复合材料的制造方法电性、耐磨性、减震性、热膨胀等多种机械物理性能金属基复合材料的种类繁多，制造方法多样，但方面比同性材料优异得多。因此，金属基复合材料在总体上可以归纳为4种生产方法。新兴高科技领域，宇航、航空、能源及民用机电工业、2.1扩散法汽车、电机、电刷、仪器仪表中

3、日益广泛应用。扩散法是将作为基本的金属粉末与裸露或有包1金属基复合材料发展史覆层的纤维在一起压型和烧结，或在基体金属的薄近代金属基复合材料的研究始于1924年箔之间置入增强剂进行冷压或热压制成金属基复合Schmit[1]关于铝/氧化铝粉末烧结的研究工作。在材料的方法[6]。[2,3]，并在以后的几2.1.130年代，又出现了沉淀强化理论扩散粘结法十年中得到了很快地发展。到了60年代，金属基复这种方法常用于粉末冶金工业。对于颗粒、晶须合材料已经发展成为复合材料的一个新的分支。到等增强体可以采用成熟的粉末冶金法，即把

4、增强体了80年代，日本丰田公司首次将陶瓷纤维增强铝基与金属粉末混合后冷压或热压烧结，也可以用热等复合材料用于制造柴油发动机活塞，从此金属基复压工艺。对于连续增强体比较复杂，需先将纤维进行合材料的研制与开发工作得到了飞快地发展。土耳表面涂层以改善它与金属的润湿性并起到阻碍与金其的S.Eroglu等用离子喷涂技术制得了属反应的作用，再浸入液态金属中制成复合丝，最后NiCr-Al/MgO-ZrO2功能梯度涂层。目前，金属基复合把复合丝排列并夹入金属薄片后热压烧结，对于难材料已经引起有关部门的高度重视，特别是航空航熔金属

5、则用等离子喷涂法把金属喷射在纤维已排好天部门推进系统使用的材料，其性能已经接近了极的框架上制成复合片，再把这些复合片热压或热等限。因此，研制工作温度更高、比钢度、比强度大幅度静压成型。这类方法成本高，工艺及设备复杂，但制增加的金属基复合材料，已经成为发展高性能材料品质量好[7]。的一个重要方向。1990年美国在航天推进系统中形2.1.2无压力金属渗透法成了3250万美元的高级复合材料（主要为MMC）此方法是将熔化的金属暴露在氧化环境中，并市场，年平均增长率为16%，远远高于高性能合金的使其通过铝的氧化物粒子层，从

6、而制成复合材料。最年增长率[4]。到2000年，金属基复合材料的市场价后复合材料的基体是由氧化反应的产物和未氧化反值达到了1.5亿美元，国防/航空用金属基复合材应的铝合金组成。这种方法可得到所需形状的零件，料已占市场份额的80%[5]。预计到2005年市场对金这种复合材料的性能可以进行调整，以适合特殊需要。[收稿日期]2006-04-11[作者简介]高玉红（1976-），女，讲师，硕士研究生，主要研2.1.3预制体压力浸渗法究方向为金属基熔盐电镀。·52·河北化工第6期预制体压力浸渗法的第一步是先制出具有一定2.

7、4熔体搅拌法强度的预制体，然后在外加压力下将熔融金属液渗搅拌法又称为漩涡法，是通过搅拌桨的高速旋入预制体内的空隙中制成复合体的方法。转使金属熔体产生漩涡，增强体在高速切应力的作2.2沉积法用下进入金属熔液，凝固后得到复合材料，是制备颗沉积法是一种采取电沉积、等离子喷涂或真空粒增强复合材料较为常见的方法[7]。该法工艺简单、沉积等手段，将金属基体包覆在纤维周围，然后再用对设备要求不高，但易于出现增强体分布不均和卷冷压或热压完成全过程的方法[6]。气等问题。2.2.1反应喷射沉积法(RAD)3不同种类金属基复合材料的

8、研究现状及此种工艺是在DIMOXTM法和喷射工艺的基础上发展发展起来的，利用一个特殊的液体喷射分散装置，在3.1硼纤维增强铝复合材料氧化性气氛中，将铝液分散成大量细小的液滴，使其国外硼纤维增强铝复合材料的研究工作始于表面氧化成Al2O3膜，这些带有Al2O3膜的液滴在沉60年代初，是历史最长、最成熟的一种金属基复合积过程中，相互碰撞使Al2O3膜破碎分散，同时内部材料。曾