航空用粉末冶金顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料研制及應(yīng)用*

（北京有色金屬研究總院國家有色金屬復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心，北京 100088）

金屬基復(fù)合材料具有低密度、高比剛度和比強(qiáng)度、良好的高溫和耐磨損性能，近年來在汽車、電子通訊、航空航天、體育用品等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用[1-5]。為了獲得性能優(yōu)異的金屬基復(fù)合材料，除了需要考慮基體和增強(qiáng)相各自的性能外，還要確保制備過程中增強(qiáng)相與基體之間具有良好的化學(xué)相容性，以獲得理想界面結(jié)合的復(fù)合材料。由于鋁合金密度低，有析出強(qiáng)化、良好的耐腐蝕性、高熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率，以及優(yōu)異的阻尼性能等綜合性能優(yōu)勢，使其在眾多材料中（Cu、Ti、Fe、Mg等）成為最常用的基體材料。據(jù)統(tǒng)計（圖1）[4]，世界上各大公司生產(chǎn)的金屬基復(fù)合材料產(chǎn)品中，鋁基復(fù)合材料的占有量達(dá)到金屬基復(fù)合材料總產(chǎn)量的一半左右，使用量最大。在增強(qiáng)相中，由于SiCp具有低密度、高剛度和硬度、良好的高溫性能、耐磨性、高熱導(dǎo)率以及低廉的制備成本，同時與鋁合金等基體材料具有良好的化學(xué)相容性等綜合性能，使其在金屬基復(fù)合材料產(chǎn)品中最常被使用（圖 2）[4]。

從顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的性能來看，鋁基復(fù)合材料在力學(xué)和熱學(xué)性能方面均表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。圖3為顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料與傳統(tǒng)金屬材料的性能對比[6]，從圖3可以看出，鋁基復(fù)合材料具有更高的比剛度和比強(qiáng)度，可以較好地滿足航空結(jié)構(gòu)件等關(guān)鍵部件對材料高強(qiáng)度和模量的要求；同時鋁基復(fù)合材料具有低密度、高導(dǎo)熱以及低膨脹的優(yōu)點(diǎn)，可有效克服鋼鐵、鈦合金等材料密度大、導(dǎo)熱差，以及鋁合金材料熱膨脹系數(shù)高的不足，在雷達(dá)、電子通訊等方面具有廣泛的應(yīng)用。……