淺談金屬基復合材料

【摘要】：材料復合是材料發展到必然趨勢之一。在我國古時候人們就發現了原始的復合材料。十九世紀低，復合材料開始被用于工業。在20世紀60年代，隨著技術的進步，對材料功能要求愈來愈高，單金屬材料也滿足不了要求。當今社會人們非常重視可設計的復合材料，因此，復合材料發展迅速，并運用到各種領域中。同時復合材料成為了各個冶金行業的重要材料。復合材料的重要組成部分其中就有金屬基復合材料。

【關鍵詞】：金屬基復合材料；基體；纖維

前言：

金屬基復合材料最先投入生產是在二十世紀末期，相對于其他材料技術來說是較新的一門。金屬基復合材料的進步與現代科技和高新技術產業的發展尤為相干，尤其是在電子、航空航天、汽車和先進武器裝備的迅速發展方面。為了制備金屬基復合材料，應采用高溫、表面處理和復合成型等多種復合工藝。金屬基的制造技術決定符合材料的性能、應用、成本。提升金屬基復合材料的功能并且減少成本，才能使金屬基復合材料普遍為我們所用。

首先，金屬基復合材料許多都在航天航空中進行實驗并使用，由于自身的造價較高因此有很多很大制約在束縛它的發展?，F在社會的發展要求耐高溫、高速、和高磨損條件下的工件，這就顯現出鐵基、鋼基復合材料十分重要。

一、金屬基復合材料的分類

金屬基復合材料簡稱是（MMC），是以帶有金屬元素的物體為基體，以物質的線、絲、纖維、晶須或顆粒狀組分為加強相的非均質混合物，他們相同的特征是具備不間斷的某種基體。

1.1按某種的定義分：

金屬基復合材料可分為兩種類型，宏觀來說是宏觀組合型，微觀來說是微觀強化型。（1）宏觀組合式是指直接識別金屬基復合材料，兩種成分具有材料、涂層材料、涂層材料、雙金屬和層狀金屬復合材料的性能。（2）微觀來說的金屬基復合材料組分不容易用肉眼直接分別，得用顯微鏡才能分別出來，它是要加強材料的強度。

1.2按其他分類：

主要能夠分成纖維增強型和顆粒增強型。碳纖維是金屬基復合材料中使用最多的增強材料，碳纖維增強鋁的材料具備抗紫外線和抵抗高溫等特點。典型的顆粒增強型金屬基復合材料包括TiC/Ti和SiCp/Mg等。

二、金屬基復合材料料的選擇

當前金屬基復合材料的方向集中在普遍的結構材料鋁、鎂等輕金屬與合金。那么我們應怎樣選擇金屬基體呢？

2.1金屬基復合材料的使用要求

揀選金屬基體的重要依據是對人們的價值，價格，以及它的使用價值。各類領域對其要求條件有很大區別。關于航空航天領域來說，各種零件，制造的結果構件應用選用密度相對較小的輕合金，在汽車發動機領域，要求具有一定得耐磨性跟耐熱性，同時需要低成本、可批量生產。在電子工業領域，需要有一定高的導電性、導熱性、低熱膨脹系數，例如銀、銅、和鋁等。

2.2金屬基復合材料的組成特點

復合材料中基體所占比例很大，在顆粒增強金屬復合材料中，集體含量為80%—90%；該基體能充分發揮纖維的性能，無高強度、高模量，無熱處理強化。然而，基體必須要有非常良好的可塑性和良好的相容性。若想要得到具有一定性能的復合材料，要有高強度的、可以熱強化處理的合金作為基體。

三、金屬基復合材料常用的制造方法

3.1固態制造技術

堅實的制造技術是一種固體基質生產金屬基復合材料的固體的方法可分為粉末冶金、固體擴散法制造爆炸焊接技術，這種方法是處理溫度低、界面反應不嚴重，熱力學和動力學可以節制界面。

3.1.1粉末冶金法

粉末冶金法與陶瓷的生產也有類似的方面，都屬于粉末燒結技術。根據粉末冶金原理將肌體金屬粉末與增強材料按照一定的方法混合，之后進行成型處理，獲得材料或復合材料。粉末冶金成形過程主要有三種：混合、固化和壓制。首先，采用合金粉末和混合補強，冷壓成型獲得復合坯料，最終得到復合熱壓制品。

3.1.2固態擴散結合法

固體擴散過程有兩個主要步驟。第一步是定期安排纖維。第二步是以某種方式把它們結合起來。固體擴散鍵合方法主要有擴散連接法和變形法。擴散黏結法：擴散黏結法要使纖維與基體能夠緊密結合到一起。熱壓擴散法：先將纖維按要求排列好，用金屬箔基體進行固定，然后在惰性氣體中加熱到基體金屬熔點一下，在進行加壓。熱等靜壓法：熱等靜壓法有三種工藝：一是先升高壓強再將溫度升高，適用于用金屬包套工件 的制造；二是先升高溫度再進行升壓，適用于用用玻璃包套制造復合材料。三是溫度、壓力，同時適用于低壓成型、大負荷、長絕緣工件的制造。變形法：利用金屬的塑性成形，運用熱軋、熱拉、熱擠壓的加工手段，進行進一步加工。熱軋法：主要將錠坯進一步加工成板材或復合材料。

四、總結

復合材料的定義是兩種相的復合整合，稱為復合材料，若為氣態或液體，就不算是復合材料。在復合材料中，其中集體可稱為連續相，增強體為分散相。目前，對于智能結構復合材料的研究與開發，我們取得了較大的進展。希望我們對于金屬基復合材料還有重大突破，我們生活提供便利。

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