金属基体复合材料PPT课件

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1、第六章第六章金属基体复合材料金属基体复合材料目标与要求目标与要求l掌握常见的金属基体性能掌握常见的金属基体性能l掌握金属基复合材料基体的选择掌握金属基复合材料基体的选择原则原则l掌握金属复合材料的性能掌握金属复合材料的性能l掌握金属复合材料的制备方法掌握金属复合材料的制备方法l掌握铝基复合材料的性能、制备掌握铝基复合材料的性能、制备l了解铝基复合材料应用了解铝基复合材料应用随着现代科学技术的飞速发展，人们随着现代科学技术的飞速发展，人们对对材科的要求材科的要求越来越高。越来越高。在在结构材料结构材料方面，不但要求方面，不但要求强度高强度高，还，还要求其要求其重量要轻重量要轻，尤其是在航空航天领

2、域。，尤其是在航空航天领域。金属基复合材料金属基复合材料正是为了满足上述要求正是为了满足上述要求而诞生的。而诞生的。金属基复合材料相对于传统金属材料，具有金属基复合材料相对于传统金属材料，具有较高较高的比强度与比刚度的比强度与比刚度；与树脂基复合材料相比，具；与树脂基复合材料相比，具有有优良的导电性与耐热性优良的导电性与耐热性；与陶瓷基材料相比，；与陶瓷基材料相比，具有具有高韧性和高冲击性能高韧性和高冲击性能。从复合材料的使用温度和比强度考虑，从复合材料的使用温度和比强度考虑，聚合物基聚合物基复合材料复合材料在在室温室温附近具有优势，附近具有优势，Al和和Ti基等金属基等金属基复合材料基复合材

3、料在在中温中温区域、区域、金属间化合物金属间化合物材料在材料在高高温温领域，而领域，而陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料在在更高温度更高温度具有优势。具有优势。 金属基复合材料中，最早源于金属基复合材料中，最早源于1963美国国家航空美国国家航空和宇宙航行局成功研制出钨丝增强铜基复合材料和宇宙航行局成功研制出钨丝增强铜基复合材料，之后又有之后又有SiC/Al、Al2O3/Al复合材料的报道研究。复合材料的报道研究。1982年日本丰田公司率先报道年日本丰田公司率先报道Al2O3SiO2/Al复合复合材料在材料在汽车发动机活塞汽车发动机活塞上应用，开创了金属基复上应用，开创了金属基复合材料在民用产品的先

4、例。合材料在民用产品的先例。近年来，近年来，功能金属基复合材料功能金属基复合材料和和纳米金属基复合纳米金属基复合材料材料成为了复合材料的研究热点。成为了复合材料的研究热点。 金属金属密度密度(g/cm3)熔点熔点/比热容比热容/(J/g/)热导率热导率/W/(m)热膨胀系热膨胀系数数/(10-6/)抗拉强度抗拉强度/(N/mm2)弹性模量弹性模量/(kN/mm2)Mg1.745701.07625.228040Al2.725800.9617123.431070Ti4.416500.5979.51170110Ni8.914400.466213.3760210Cu8.910800.3839117.6

5、340120、常见的金属基体性能、常见的金属基体性能1、铝和铝合金、铝和铝合金 铝铝 面心立方点阵。第三周期第三主族元素，原子序面心立方点阵。第三周期第三主族元素，原子序数为数为13，原子核最外层电子有，原子核最外层电子有3个。个。 密度密度g/cm3，熔点，熔点660，导热和导电性能极好，导热和导电性能极好，化化学性质活泼，但在大气中具有很好的抗腐蚀性（酸碱学性质活泼，但在大气中具有很好的抗腐蚀性（酸碱除外）。具有很高的塑性核较低的强度，加工性能好。除外）。具有很高的塑性核较低的强度，加工性能好。在实际使用中，纯铝中常加入在实际使用中，纯铝中常加入锌锌锌锌、铜铜铜铜、镁镁镁镁、锰锰锰锰等元素

6、等元素形成形成合金合金合金合金。铝合金密度。铝合金密度3，熔点降低，与掺如合金元，熔点降低，与掺如合金元素有关，都低于纯铝。素有关，都低于纯铝。2、镁和镁合金、镁和镁合金镁镁密度密度3，熔点，熔点650。镁的低温塑性较低。镁的强度。镁的低温塑性较低。镁的强度和模量都较低，但比模量和比强度高。镁的化学性能和模量都较低，但比模量和比强度高。镁的化学性能活泼，在室温可以与大气中氧发生作用生成氧化镁薄活泼，在室温可以与大气中氧发生作用生成氧化镁薄膜，抗腐蚀能力差。但在氢氟酸水溶液中和碱类以及膜，抗腐蚀能力差。但在氢氟酸水溶液中和碱类以及石油产品中具有较高的抗腐蚀能力。石油产品中具有较高的抗腐蚀能力。目

7、前目前常用的镁合金常用的镁合金主要包括主要包括Mg-Mn，Mg-Al-Zn，Mg-Cr等耐热合金，可作为连续或不连续纤维复合等耐热合金，可作为连续或不连续纤维复合材料的基体。材料的基体。主要是以合金的形式被广泛的应用。例如，用于主要是以合金的形式被广泛的应用。例如，用于航天飞机、人造卫星、空间站、汽车发动机零件、航天飞机、人造卫星、空间站、汽车发动机零件、刹车盘等，并已形成工业规模生产。刹车盘等，并已形成工业规模生产。 铝、镁基复合材料用于铝、镁基复合材料用于450 以下，属于低温复以下，属于低温复合材料合材料镁和镁合金基体复合材料镁和镁合金基体复合材料钛钛 密度密度4.4 g/cm3，有两种

8、晶形，有两种晶形， -钛：六方密堆钛：六方密堆积积，低于，低于885时稳定；时稳定； -钛：体心立方钛：体心立方，高于，高于885时稳定，熔点时稳定，熔点1678。 3、钛及钛合金、钛及钛合金导热性好，热膨胀系数小。塑性好，延伸率可达导热性好，热膨胀系数小。塑性好，延伸率可达5070。力学性能明显高于铝和镁。化学性能。力学性能明显高于铝和镁。化学性能活泼，易与氧、氢、氮、碳发生化学反应形成稳活泼，易与氧、氢、氮、碳发生化学反应形成稳定的化合物，极难提炼。在海水中具有极高的抗定的化合物，极难提炼。在海水中具有极高的抗腐蚀性。在室温下对不同浓度的酸、碱的抗腐蚀腐蚀性。在室温下对不同浓度的酸、碱的抗

9、腐蚀性，但是不耐氢氟酸性，但是不耐氢氟酸 通过添加不同的合金元素，可以改变钛同素异通过添加不同的合金元素，可以改变钛同素异形体的转变温度。添加铝、氧、氮、碳等元素，形体的转变温度。添加铝、氧、氮、碳等元素，可以扩大可以扩大 相区，称为相区，称为 稳定剂稳定剂。添加钼、钒、。添加钼、钒、铌、钽等元素，可以扩大铌、钽等元素，可以扩大 相区，所以称为相区，所以称为 稳稳定剂定剂 钛合金钛合金4、镍及镍合金、镍及镍合金密度密度8.9 g/cm3，熔点，熔点1455。有铁磁性和延展性，。有铁磁性和延展性，导电和导热性能好，力学性能明显好于铝和镁。常导电和导热性能好，力学性能明显好于铝和镁。常温下，在潮湿

10、空气中表面形成致密的氧化膜，耐碱、温下，在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，耐碱、盐溶液。用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金，也作盐溶液。用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金，也作加氢催化剂和用于陶瓷制品等。加氢催化剂和用于陶瓷制品等。加入钨、钼、钴、铬、铌等合金元素，使用温度可加入钨、钼、钴、铬、铌等合金元素，使用温度可达达6501000，具有较高的强度、良好的抗氧化，具有较高的强度、良好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力，用于制造燃气涡轮发动机的燃和抗燃气腐蚀能力，用于制造燃气涡轮发动机的燃烧室等。用钨丝、钍钨丝增强镍基合金还可以大幅烧室等。用钨丝、钍钨丝增强镍基合金还可以大幅度提高高温性能。度提高高温性能。

11、5、铜及铜合金、铜及铜合金 密度密度3，熔点熔点1080。导电导热性好。铜的塑性。导电导热性好。铜的塑性好，强度和弹性模量不高，热膨胀系数大，容好，强度和弹性模量不高，热膨胀系数大，容易铸造和加工。易铸造和加工。 铜在复合材料中的主要用途是作为铌基超导体铜在复合材料中的主要用途是作为铌基超导体的基体材料。的基体材料。6、金属间化合物、金属间化合物 通常是一些高温合金（如硅化物、铝化物、铍化物等）通常是一些高温合金（如硅化物、铝化物、铍化物等），使用温度可达，使用温度可达1600决定金属间化合物相结构的主要因决定金属间化合物相结构的主要因素有电负性、尺寸因素和电子浓度等素有电负性、尺寸因素和电子

12、浓度等 使用温度界于高温合金和高温结构陶瓷之间。根据其组成，使用温度界于高温合金和高温结构陶瓷之间。根据其组成，A、B两元之间可形成两元之间可形成AB、A2B、A3B、A5B3 、A7B6等化合等化合物；根据组成元素，可分为铝化物、硅化物和铍化物。物；根据组成元素，可分为铝化物、硅化物和铍化物。 密度小、弹性模量高，但室温脆性是致命弱点密度小、弹性模量高，但室温脆性是致命弱点 Ti - Al 系金属间化合物系金属间化合物 低密度、高强度、高刚度、良好的高温性能、低密度、高强度、高刚度、良好的高温性能、抗蠕变和抗氧化性能。抗蠕变和抗氧化性能。Ti-Al系金属间化合物系金属间化合物一般分一般分 2

13、-Ti3Al和和 - TiAl两类。两类。 但目前实用化的主要障碍有：但目前实用化的主要障碍有：1) 难以热压加工；难以热压加工； 2) 严重的室温脆性。严重的室温脆性。 二、金属基体材料的选择原则二、金属基体材料的选择原则 基体材料成分的正确选择，对能否充分组合基体材料成分的正确选择，对能否充分组合和发挥基体金属和增强物的性能特点，获得预期和发挥基体金属和增强物的性能特点，获得预期的的优异综合性能优异综合性能满足使用要求十分重要。所以，满足使用要求十分重要。所以，在在选择基体金属选择基体金属时应考虑以下几方面：时应考虑以下几方面：1 1、根据金属基复合材料的使用要求、根据金属基复合材料的使用

14、要求使用性能要求使用性能要求是选择金属基体材料最重要的依据。是选择金属基体材料最重要的依据。在在航天、航空技术航天、航空技术中，要求高中，要求高比强度比强度和和比模量比模量以及以及尺寸尺寸稳定性稳定性，宜选用密度小的，宜选用密度小的轻金属合金轻金属合金（如镁合金和铝合金）（如镁合金和铝合金）作为作为基体基体，与高强度、高模量的，与高强度、高模量的石墨纤维石墨纤维、硼纤维硼纤维等组成复等组成复合材料。合材料。 高性能发动机高性能发动机则要求复合材料有则要求复合材料有高比强度高比强度和和比模量比模量，耐耐高温性能高温性能。此时应选择。此时应选择钛合金钛合金、镍合金镍合金以及以及金属间化合物金属间化

15、合物作作为基体材料。为基体材料。 在在汽车发动机汽车发动机中要求其零件中要求其零件耐热耐热、耐磨耐磨、导热导热、高温强度高温强度等，同时等，同时成本低廉成本低廉，适合于，适合于批量生产批量生产，选用，选用铝合金作基体铝合金作基体材料材料与与陶瓷颗粒陶瓷颗粒、短纤维短纤维组成颗粒（短纤维）组成颗粒（短纤维）/ /铝基复合材铝基复合材料。料。工业集成电路工业集成电路需要需要高导热高导热、低膨胀低膨胀的金属基复合材料作为的金属基复合材料作为散热元件和基板。因此，选用具有高导热率的散热元件和基板。因此，选用具有高导热率的银银、铜铜、铝铝等金属为基体与高导热性、低热膨胀的超高模量等金属为基体与高导热性、

16、低热膨胀的超高模量石墨纤维石墨纤维、金刚石纤维金刚石纤维、碳化硅颗粒碳化硅颗粒复合成具有低热膨胀系数和高导复合成具有低热膨胀系数和高导热率、高比强度、高比模量等性能的金属基复合材料。热率、高比强度、高比模量等性能的金属基复合材料。 2、 根据金属基复合材料组成特点根据金属基复合材料组成特点选用不同类型的选用不同类型的增强材料增强材料如如连续纤维连续纤维、短纤维短纤维或或晶须晶须，对基体材料的选择，对基体材料的选择有较大影响有较大影响。 在连续纤维增强的复合材料中，基体的主要作在连续纤维增强的复合材料中，基体的主要作用应是以用应是以充分发挥增强纤维的性能充分发挥增强纤维的性能为主，基体本身为主，

17、基体本身应与纤维有应与纤维有良好的相容性和塑性良好的相容性和塑性，而并不要求基体，而并不要求基体本身有很高的强度。选用纯铝或含有少量合金元素本身有很高的强度。选用纯铝或含有少量合金元素的铝合金作为基体的铝合金作为基体 对于对于非连续增强（颗粒、晶须、短纤维）非连续增强（颗粒、晶须、短纤维）非连续增强（颗粒、晶须、短纤维）非连续增强（颗粒、晶须、短纤维）金属基复合材料金属基复合材料金属基复合材料金属基复合材料，基体的强度基体的强度对复合材料具有对复合材料具有决定性的影响，因此，要选用决定性的影响，因此，要选用较高强度的较高强度的合金合金合金合金来作为基体。一般选用高强度铝合金（如来作为基体。一般

18、选用高强度铝合金（如A365，6061，7075）为基体）为基体 3、基体金属与增强物的相容性、基体金属与增强物的相容性化学相容性化学相容性 首先，由于金属基复合材料需要首先，由于金属基复合材料需要在在高温下成型高温下成型，制备过程高温状态下的纤维与金属，制备过程高温状态下的纤维与金属之间很容易发生化学反应，在界面形成脆性的反应之间很容易发生化学反应，在界面形成脆性的反应层。反应层达到一定厚度后，材料受力时将会因层。反应层达到一定厚度后，材料受力时将会因界界面层的断裂伸长小面层的断裂伸长小而产生裂纹，并向周围纤维扩展，而产生裂纹，并向周围纤维扩展，容易引起容易引起纤维断裂纤维断裂，导致复合材料

19、整体破坏。，导致复合材料整体破坏。 选用基体合金成分时充分考虑，尽可能选择既有选用基体合金成分时充分考虑，尽可能选择既有利于利于金属与增强物浸润复合金属与增强物浸润复合，又有利于形成，又有利于形成合适稳合适稳定的界面合金元素定的界面合金元素。 物理相容性物理相容性中最重要的是要求纤维和基体的中最重要的是要求纤维和基体的热膨胀系数热膨胀系数匹配。如基体的韧性较强、热膨胀匹配。如基体的韧性较强、热膨胀系数也较大，复合后容易产生拉伸残余应力，系数也较大，复合后容易产生拉伸残余应力，而纤维多为脆性材料，复合后容易产生压缩残而纤维多为脆性材料，复合后容易产生压缩残余应力。余应力。 在选择金属基复合材料的

20、组分材料时，为在选择金属基复合材料的组分材料时，为避免过高的残余应力，要求增强纤维与基体的避免过高的残余应力，要求增强纤维与基体的热膨胀系数热膨胀系数不要相差很大。不要相差很大。 基体和增强体的热膨胀系数基体和增强体的热膨胀系数基体和增强体的热膨胀系数基体和增强体的热膨胀系数选择基体材料时，应充分注意与增强物的选择基体材料时，应充分注意与增强物的相相容性容性（特别是化学相容性），并尽可能在复（特别是化学相容性），并尽可能在复合材料成型过程中抑制界面反应。例如：对合材料成型过程中抑制界面反应。例如：对增强纤维进行表面处理；在金属基体中添加增强纤维进行表面处理；在金属基体中添加其他成分；选择适宜的

21、成型方法；缩短材料其他成分；选择适宜的成型方法；缩短材料在高温下的停留时间等。在高温下的停留时间等。 金属基体复合材料金属基体复合材料 金属基复合材料是金属基复合材料是以金属为基体以金属为基体以金属为基体以金属为基体，以高强度的以高强度的第二相为增强体第二相为增强体而制得的复合材料。因此，对而制得的复合材料。因此，对这种材料的分类既可这种材料的分类既可按基体按基体来进行、也可来进行、也可按增按增强体强体来进行。来进行。一、金属基体复合材料分类（一、金属基体复合材料分类（1）1 1、按照基体材料分：、按照基体材料分：(1)(1)铝基复合材料铝基复合材料(2)(2)镁基复合材料镁基复合材料 (3)

22、(3)钛基复合材料钛基复合材料(4)(4)镍基复合树树镍基复合树树(5)(5)铜基复合材料铜基复合材料2 2、按照增强材料分：、按照增强材料分：(1)(1)颗粒增强复合材料颗粒增强复合材料(2)(2)层状复合材料层状复合材料(3)(3)纤维增强复合材料纤维增强复合材料金属基体复合材料分类（金属基体复合材料分类（2）按照用途分：按照用途分：l结构复合材料结构复合材料l功能复合材料功能复合材料按照使用温度：按照使用温度：l低温复合材料低温复合材料（1000 ）1）铝基复合材料铝基复合材料 金属基复合材料中应用得最广的一种。具有密金属基复合材料中应用得最广的一种。具有密度小、塑性和韧性良好，易加工性

23、、工程可靠度小、塑性和韧性良好，易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点，为其在工程上应用创造性及价格低廉等优点，为其在工程上应用创造了有利的条件。与纯铝相比，铝合金具有更好了有利的条件。与纯铝相比，铝合金具有更好的综合性能。选择何种铝合金做基体，则根据的综合性能。选择何种铝合金做基体，则根据实际中对复合材料的性能需要来决定实际中对复合材料的性能需要来决定 1、按照基体材料分按照基体材料分2）钛基复合材料）钛基复合材料 比任何其它的结构材料具有更高的比任何其它的结构材料具有更高的比强度比强度。在在中温中温时比铝合金能更好地保持其强度。时比铝合金能更好地保持其强度。 钛基复合材料中最常用的增强体是钛

24、基复合材料中最常用的增强体是硼纤维硼纤维，是由于钛与硼的热膨胀系数比较接近是由于钛与硼的热膨胀系数比较接近。 3）镍基复合材料）镍基复合材料 以镍及镍合金为基体这种复合材料主要是用以镍及镍合金为基体这种复合材料主要是用于制造高温下工作的零部件。于制造高温下工作的零部件。 但目前由于制造工艺及可靠性等问题尚未解决，但目前由于制造工艺及可靠性等问题尚未解决，所以还未能取得满意的结果。所以还未能取得满意的结果。 在低温（在低温（1000）复合材料，主要有）复合材料，主要有镍基、铁镍基、铁基、钼基基、钼基和和金属间化合物金属间化合物为基体的复合为基体的复合材料，目前比较成熟的是材料，目前比较成熟的是镍

25、基复合材料镍基复合材料 1）颗粒增强复合材料颗粒增强复合材料 不包括弥散颗粒体积分数很低的弥散强化金属不包括弥散颗粒体积分数很低的弥散强化金属，其颗粒直径和颗粒间距一般大于其颗粒直径和颗粒间距一般大于1m，体积超过体积超过20、甚至达到、甚至达到90% 。这种材料中，基体材料是传递。这种材料中，基体材料是传递载荷的，载荷的，增强材料是主要的承载相增强材料是主要的承载相。颗粒复合材料的强度取决于颗粒复合材料的强度取决于颗粒的直径颗粒的直径、间距间距和和体积比体积比，但基体的性质也很重要，但基体的性质也很重要 2、按照增强材料分按照增强材料分2）短纤维、晶须增强金属复合材料短纤维、晶须增强金属复合

26、材料短纤维和晶须的增强效果介于颗粒和连续纤维之间，晶须短纤维和晶须的增强效果介于颗粒和连续纤维之间，晶须的增强效果强于短纤维。但晶须制备工艺难度也较短纤维的增强效果强于短纤维。但晶须制备工艺难度也较短纤维大，成本高。短纤维、晶须增强体在基体中随机分布时，大，成本高。短纤维、晶须增强体在基体中随机分布时，复合材料表现出各向同性。短纤维、晶须增强复合材料可复合材料表现出各向同性。短纤维、晶须增强复合材料可以通过热挤压工艺在金属基体中定向排布，提高某一方向以通过热挤压工艺在金属基体中定向排布，提高某一方向上的强度上的强度 。短纤维增强金属基复合材料研究中，基体多采用短纤维增强金属基复合材料研究中，基

27、体多采用Al、Mg合金，纤维以碳纤维、碳化硅纤维、合金，纤维以碳纤维、碳化硅纤维、Al2O3纤纤维和硅酸铝维和硅酸铝纤维为主。纤维为主。短纤维的加入使复合材料的强度明显增加，并且随短纤维短纤维的加入使复合材料的强度明显增加，并且随短纤维含量的增加而增加，但延展性逐渐下降。含量的增加而增加，但延展性逐渐下降。 3）长纤维增强复合材料）长纤维增强复合材料长纤维增强的金属基复合材料中基体起长纤维增强的金属基复合材料中基体起粘结粘结成形及成形及力的传递力的传递作用，而纤维是主要作用，而纤维是主要受力单元受力单元 增强方式可以是增强方式可以是单向纤维单向纤维，二维织物二维织物和和三维织物三维织物常用的纤

28、维有常用的纤维有C纤维纤维、B纤维纤维、SiC纤维纤维等等 将纤维和基体金属组成将纤维和基体金属组成预制带预制带或或预制线预制线，然后按要求裁剪、，然后按要求裁剪、层合制成层合制成预制体预制体，再通过一定工艺形成复合材料。，再通过一定工艺形成复合材料。 当当韧性金属韧性金属基体用基体用高强度脆性纤维高强度脆性纤维增强时，基体的屈服和塑增强时，基体的屈服和塑性流动是复合材料性能的主要特征，但纤维对复合材料弹性性流动是复合材料性能的主要特征，但纤维对复合材料弹性模量的增强具有相当大的作用模量的增强具有相当大的作用 4）片状复合材料片状复合材料增强材料是片状的，基体主要是增强材料是片状的，基体主要是

29、韧性和成型较好韧性和成型较好的金属的金属片状复合材料的强度和大尺寸增强物的性能比较片状复合材料的强度和大尺寸增强物的性能比较接近接近，在增强平面的各个方向上，薄片增强物对在增强平面的各个方向上，薄片增强物对强度和模量都有增强效果强度和模量都有增强效果薄片增强相的强度不如纤维增强相高，因此片状薄片增强相的强度不如纤维增强相高，因此片状复合材料的强度受到限制复合材料的强度受到限制 二、金属基体复合材料特点二、金属基体复合材料特点l高比强度、比模量高比强度、比模量 l导热、导电性好导热、导电性好 l热膨胀系数小、尺寸稳定性好热膨胀系数小、尺寸稳定性好 l良好的高温性能良好的高温性能 l良好的耐磨性良

30、好的耐磨性 l良好的断裂韧性和抗疲劳性能良好的断裂韧性和抗疲劳性能 l不吸潮、不老化、气密性能好不吸潮、不老化、气密性能好l容易在高温下发生界面反应容易在高温下发生界面反应 作业作业l常见的金属基体有哪些？都有什么样的性能特点常见的金属基体有哪些？都有什么样的性能特点？l制备金属基体复合材料时，基体材料选择原则是制备金属基体复合材料时，基体材料选择原则是什么？什么？l金属基体复合材料的特点是什么？都有哪些分类金属基体复合材料的特点是什么？都有哪些分类？6.3 金属基体复合材料的制备工艺金属基体复合材料的制备工艺金属基复合材料由于加工温度高、制备工艺复杂、金属基复合材料由于加工温度高、制备工艺复

31、杂、界面反应控制困难，在制备过程中要注意的关键：界面反应控制困难，在制备过程中要注意的关键： 1 1）成型温度高成型温度高 合金基体与增强体容易发生不利合金基体与增强体容易发生不利的化学反应的化学反应 2 2）合金基体与增强体的浸润性合金基体与增强体的浸润性 绝大多数合金基绝大多数合金基体对增强体浸润性较差体对增强体浸润性较差 3 3）增强体在基体中的分布增强体在基体中的分布 对增强体进行表面处对增强体进行表面处理，增加润湿性，或采用适当的加压工艺，提高增理，增加润湿性，或采用适当的加压工艺，提高增强体的分散性。强体的分散性。 常用的金属基复合材料制备工艺常用的金属基复合材料制备工艺碳纤维碳纤

32、维 硼纤维硼纤维 SiC纤维纤维 氧化铝纤维氧化铝纤维 铝合金铝合金 固态、液态法固态、液态法 镁合金镁合金 固态、液态法固态、液态法 钛合金钛合金 固态法固态法高温合金高温合金 固态法固态法 金属间化合物金属间化合物 固态法固态法 连续增强相金属基复合材料的制备工艺连续增强相金属基复合材料的制备工艺不连续增强相金属基复合材料的制备工艺不连续增强相金属基复合材料的制备工艺 颗粒颗粒 晶须晶须 短纤维短纤维 铝合金铝合金 固态、液态、原位生长、固态、液态、原位生长、喷射成型法喷射成型法 镁合金镁合金 液态法液态法 钛合金钛合金 固态、液态法、原固态、液态法、原位生长法位生长法 高温合金高温合金

33、原位生长法原位生长法金属间化合物金属间化合物 粉末冶金、原粉末冶金、原位生长法位生长法 1 1、固态法、固态法 基体材料处在固态下制造复合材料的方法。整个过基体材料处在固态下制造复合材料的方法。整个过程中，温度控制在基体合金的液相线与固态线之间，程中，温度控制在基体合金的液相线与固态线之间，尽量避免基体与增强体之间的界面反应。包括热压尽量避免基体与增强体之间的界面反应。包括热压扩散结合、模压、粉末冶金法等。扩散结合、模压、粉末冶金法等。 基体与增强体反应不严重。主要分为基体与增强体反应不严重。主要分为热压扩散热压扩散结合法结合法和和粉末冶金法粉末冶金法。 1）粉末（冶金）法粉末（冶金）法 制备

34、金属基复合材料、尤其是制备金属基复合材料、尤其是非连续纤维非连续纤维增强复增强复合材料的主要工艺。广泛用于短纤维、颗粒或晶合材料的主要工艺。广泛用于短纤维、颗粒或晶须增强的各种金属基复合材料。某种情况下也用须增强的各种金属基复合材料。某种情况下也用于于连续纤维增强连续纤维增强. . 具体步骤是：金属粉或合金粉与增强体均匀混合具体步骤是：金属粉或合金粉与增强体均匀混合复合坯料复合坯料固化成锭块（挤压、轧制、锻造等）固化成锭块（挤压、轧制、锻造等）型材型材 固化工艺：固化工艺：扩散扩散、热等静压热等静压、粉末热挤压粉末热挤压、烧结烧结和反应烧结和反应烧结、注模成型注模成型等等 粉粉末末冶冶金金法法

35、制制备备非非连连续续增增强强相相基基复复合合材材料料流流程程图图 粉末（冶金）法制备金属基复合材料粉末（冶金）法制备金属基复合材料 2）扩散结合扩散结合 制造连续纤维增强金属基复合材料的传统工艺方法制造连续纤维增强金属基复合材料的传统工艺方法 在一定的温度和压力下，把表面新鲜清洁的相同或不相同在一定的温度和压力下，把表面新鲜清洁的相同或不相同的金属，通过的金属，通过表面原子的互相扩散表面原子的互相扩散而连接在一起。而连接在一起。扩散结合工艺中，增强纤维与基体的结合分为三个步骤：扩散结合工艺中，增强纤维与基体的结合分为三个步骤： 1 1）粘结表面之间的最初接触，由于加热和加压使表面发）粘结表面之

36、间的最初接触，由于加热和加压使表面发生变形、移动、表面膜破坏；生变形、移动、表面膜破坏；2 2）随时间的变化发生界面）随时间的变化发生界面扩散、渗透，接触面形成粘结状态；扩散、渗透，接触面形成粘结状态；3 3）扩散界面最终消）扩散界面最终消失，粘结过程结束。失，粘结过程结束。扩散结合工艺过程通常是将纤维与金属基体（金属扩散结合工艺过程通常是将纤维与金属基体（金属箔）制成复合材料与制片，然后将复合材料或制片箔）制成复合材料与制片，然后将复合材料或制片按设计要求切割成型，叠层排布后放入模具内，加按设计要求切割成型，叠层排布后放入模具内，加压加热成型，冷却后脱模。压加热成型，冷却后脱模。温度、时间、

37、压力、保温时间和气氛是热压扩散法温度、时间、压力、保温时间和气氛是热压扩散法制备工艺方法的主要参数。制备工艺方法的主要参数。 金属基复合材料的早期生产大量采用扩散结合工艺金属基复合材料的早期生产大量采用扩散结合工艺 该工艺限于制备形状简单的板材、某些型材和叶片该工艺限于制备形状简单的板材、某些型材和叶片真空热压扩散结合工艺流程示真空热压扩散结合工艺流程示 2、液态金属法液态金属法 亦称为熔铸法，其中包括压铸、半固态复合铸造、亦称为熔铸法，其中包括压铸、半固态复合铸造、液态渗透以及搅拌法和无压渗透法等。液态法是液态渗透以及搅拌法和无压渗透法等。液态法是目前制备目前制备颗粒颗粒、晶须晶须和和短纤维

38、短纤维增强金属基复合材增强金属基复合材料的主要工艺方法。液态法主要特点是金属基体料的主要工艺方法。液态法主要特点是金属基体在制备复合材料时均处于液态。在制备复合材料时均处于液态。 工艺及设备相对简便易行，制备成本较低，发展工艺及设备相对简便易行，制备成本较低，发展较快较快 1) 挤压铸造挤压铸造挤压铸造成型是指挤压铸造成型是指在压力作用下在压力作用下将液态或半将液态或半液态金属基复合材料或金属液态金属基复合材料或金属以一定速度以一定速度充填充填压铸压铸压铸压铸模型腔模型腔模型腔模型腔或或增强材料预制体的孔隙增强材料预制体的孔隙增强材料预制体的孔隙增强材料预制体的孔隙中，中，在压力下在压力下快快

39、速凝固成型而制备金属基复合材料的工艺方法。速凝固成型而制备金属基复合材料的工艺方法。该工艺中，影响金属基复合材料性能的该工艺中，影响金属基复合材料性能的工艺因素工艺因素主要有四个：主要有四个：熔融金属的温度、熔融金属的温度、 模具预热温度模具预热温度使用的最大压力、使用的最大压力、 加压速度。加压速度。对于对于铝基复合材料铝基复合材料铝基复合材料铝基复合材料，熔融金属温度一般为，熔融金属温度一般为700800，预制件和模具预热温度预制件和模具预热温度预制件和模具预热温度预制件和模具预热温度一般可控制一般可控制在在500800，并可相互补偿。，并可相互补偿。在采用预制增强材料块时，为了获得在采用

40、预制增强材料块时，为了获得无孔隙无孔隙无孔隙无孔隙的复的复合材料，一般合材料，一般压力压力压力压力不低于不低于50MPa，加压速度加压速度加压速度加压速度以使以使预制件不变形为宜，一般为预制件不变形为宜，一般为13cm/s。采用挤压铸造法生产的采用挤压铸造法生产的铝基复合材料铝基复合材料的零部的零部件，其件，其组织细化组织细化组织细化组织细化、无气孔无气孔无气孔无气孔，可以获得比一般，可以获得比一般金属金属金属金属模铸件模铸件模铸件模铸件性能优良的压铸件。性能优良的压铸件。与其他金属基复合材料制备方法相比，挤压与其他金属基复合材料制备方法相比，挤压铸造工艺铸造工艺设备简单设备简单设备简单设备简

41、单，成本低成本低成本低成本低，材料的，材料的质量高且稳质量高且稳质量高且稳质量高且稳定定定定，易于，易于工业化工业化工业化工业化生产。生产。很大程度上受零件形状尺寸和设备条件的限制，很大程度上受零件形状尺寸和设备条件的限制，主要应用与制备形状简单而性能要求高的复合铸主要应用与制备形状简单而性能要求高的复合铸件。件。 2）真空吸铸成型法）真空吸铸成型法在铸型内形成一定的负压，金在铸型内形成一定的负压，金属液体自下而上吸入型腔预制属液体自下而上吸入型腔预制体空隙中并凝固。体空隙中并凝固。浇铸真空度为浇铸真空度为 采用真空吸铸可提高复合材料采用真空吸铸可提高复合材料的可铸性，满足航空航天产品的可铸性

42、，满足航空航天产品复杂薄壁零件成型要求，并减复杂薄壁零件成型要求，并减少金属流动充型过程形成的气少金属流动充型过程形成的气孔夹杂缺陷。孔夹杂缺陷。 3）真空压力浸渍法）真空压力浸渍法 在真空和惰性气体的共同作用下，使熔融金属渗入在真空和惰性气体的共同作用下，使熔融金属渗入预制件。它综合了真空吸铸和压力铸造的特点，经预制件。它综合了真空吸铸和压力铸造的特点，经过不断的改进，发展成为能够控制过不断的改进，发展成为能够控制熔体温度熔体温度、预制预制件温度件温度、冷却速率冷却速率、压力压力等工艺参数的复合材料制等工艺参数的复合材料制备方法。备方法。可制造连续纤维、短纤维、晶须、颗粒以及混杂增可制造连续

43、纤维、短纤维、晶须、颗粒以及混杂增强体的金属基复合材料，可以制造形状复杂、尺寸强体的金属基复合材料，可以制造形状复杂、尺寸精确的复合材料；制品组织致密、无气孔、缩孔等精确的复合材料；制品组织致密、无气孔、缩孔等缺陷。缺陷。 4）共喷沉积共喷沉积 将基体金属液体，在压力作用下通过喷咀送入雾将基体金属液体，在压力作用下通过喷咀送入雾化器，在高速惰性气体射流的作用下，液态金属化器，在高速惰性气体射流的作用下，液态金属被分散为细小的液滴，形成所谓被分散为细小的液滴，形成所谓“雾化锥雾化锥” ” ； 然后一个或多个喷咀向然后一个或多个喷咀向“雾化锥雾化锥”喷射入增强颗喷射入增强颗粒，使之与金属雾化液滴一

44、齐在基板（收集器）粒，使之与金属雾化液滴一齐在基板（收集器）上沉积，并快速凝固形成颗粒增强金属基复合材上沉积，并快速凝固形成颗粒增强金属基复合材料。料。一般一般细颗粒细颗粒与熔体共喷射效果较好与熔体共喷射效果较好 共喷沉积工艺的优点：共喷沉积工艺的优点：l高致密度，可达到理论的高致密度，可达到理论的95-98% 。l快速凝固，冷却速度达快速凝固，冷却速度达103-106K / 秒，金属晶粒秒，金属晶粒和组织细化，成分均匀，很少或没有界面反应；和组织细化，成分均匀，很少或没有界面反应；l具有通用性和产品多样性。具有通用性和产品多样性。l工艺流程短，工序简单，效率高，有利于工业化工艺流程短，工序简

45、单，效率高，有利于工业化生产。铝基复合材料单坯可达生产。铝基复合材料单坯可达250公斤。公斤。 5）半固态铸造成型）半固态铸造成型 将金属熔体的温度控制在液相线与固相线之将金属熔体的温度控制在液相线与固相线之间，通过搅拌使部分树枝状结晶体破碎成固相颗间，通过搅拌使部分树枝状结晶体破碎成固相颗粒，使基体材料仍保持一定的流动性。将颗粒加粒，使基体材料仍保持一定的流动性。将颗粒加入处于半固态的金属基体中，通过搅拌使颗粒在入处于半固态的金属基体中，通过搅拌使颗粒在金属基体中均匀分布，并取得良好的界面结合，金属基体中均匀分布，并取得良好的界面结合，然后浇注成型或将半固态复合材料注入模具中进然后浇注成型或

46、将半固态复合材料注入模具中进行压铸成型。行压铸成型。 强烈搅拌将气体或表面金属氧化物卷入金属强烈搅拌将气体或表面金属氧化物卷入金属熔体中，所以最好有惰性气氛或氮气保护。熔体中，所以最好有惰性气氛或氮气保护。 3、自生成法自生成法 在复合材料制造过程中，增强材料在基体中生成和生在复合材料制造过程中，增强材料在基体中生成和生长的方法称作长的方法称作原位自生成法原位自生成法。 基体与增强材料间的相容性好，界面干净，结合牢固。基体与增强材料间的相容性好，界面干净，结合牢固。特别当增强材料与基体之间有共格或半共格关系时，能非特别当增强材料与基体之间有共格或半共格关系时，能非常有效地传递应力；而且，界面上

47、不生成有害的反应产物常有效地传递应力；而且，界面上不生成有害的反应产物 有三种方法：有三种方法：1）共晶合金定向凝固法；）共晶合金定向凝固法；2）直接金属氧化法（）直接金属氧化法（DIMOXTM） 3）自蔓延合成法）自蔓延合成法 铝基复合材料铝基复合材料一、颗粒（晶须）增强铝合金复合材料一、颗粒（晶须）增强铝合金复合材料二、纤维增强铝基复合材料二、纤维增强铝基复合材料 金属基复合材料中金属基复合材料中应用得最广应用得最广的一种。的一种。铝铝具有良好具有良好的的塑性和韧性塑性和韧性，易加工易加工、工程可靠性工程可靠性及及价格低廉价格低廉等等优点，为其在工程上应用创造了有利的条件优点，为其在工程上

48、应用创造了有利的条件。复合材料复合材料增强相含增强相含量量VoL%抗拉强度抗拉强度MPa拉伸模量拉伸模量GPa密度密度g/cm3BF /AlCVD SiCF /AlNicalon SiCF /AlCF /AlFP Al2O3 F/AlSumica Al2O3F/AlSiCW/AlSiCP/AlCVD SiCF/TiBF / Ti5050354035505018202035451200150013001500700900500800650900500620400510150017501300150020022021023095 11010015022013096 138100210 230220

49、2.62.853.02.62.43.32.92.82.83.93.7一、颗粒（晶须）增强铝基复合材料一、颗粒（晶须）增强铝基复合材料颗粒增强铝基体复合材料比强度、比模量高，颗粒增强铝基体复合材料比强度、比模量高，耐磨性好，热膨胀系数可根据需要调整等性能，耐磨性好，热膨胀系数可根据需要调整等性能，还可以采取传统的金属成型加工工艺，如热压、还可以采取传统的金属成型加工工艺，如热压、挤压、轧制、旋压以及精密铸造等。挤压、轧制、旋压以及精密铸造等。 目前使用的主要有目前使用的主要有SiC、Al2O3颗粒颗粒( (晶须晶须) )增强材料增强材料。增强体的存在，影响基体的形变和再结晶过程，也增强体的存在，

50、影响基体的形变和再结晶过程，也影响时效析出行为影响时效析出行为。增强材料的加入，明显的提高。增强材料的加入，明显的提高基体材料的耐磨性，但材料的韧性和塑性降低基体材料的耐磨性，但材料的韧性和塑性降低20%SiC颗粒增强颗粒增强Al356基复合材料室温力学性能基复合材料室温力学性能SiC颗粒增强颗粒增强Al复合材料的耐磨性能复合材料的耐磨性能 SiC颗粒的加入也同样对铝合金的颗粒的加入也同样对铝合金的蠕变蠕变与与疲疲劳劳产生影响产生影响, ,相同条件下相同条件下, ,颗粒增强铝基复合材颗粒增强铝基复合材料要比铝合金的蠕变强度更高。在疲劳过程中料要比铝合金的蠕变强度更高。在疲劳过程中, ,颗粒的断

51、裂、界面分离等都需要能量颗粒的断裂、界面分离等都需要能量, ,因而可因而可以延缓疲劳裂纹的扩展速率以延缓疲劳裂纹的扩展速率, ,从而提高复合材从而提高复合材料的疲劳性能。料的疲劳性能。 可可时效强化时效强化的铝合金，如的铝合金，如Al-Mg-Si、Al-Si、Al-Cu-Mg等时效处理可使碳化硅晶须增强铝等时效处理可使碳化硅晶须增强铝复合材料的强度提高复合材料的强度提高3050%， 氧化铝短纤维氧化铝短纤维增强的铝基体复合材料的室温强度并增强的铝基体复合材料的室温强度并不比铝合金基体的高，但在较高温度范围内，其强不比铝合金基体的高，但在较高温度范围内，其强度明显优于基体合金。室温和高温下的弹性

52、模量都度明显优于基体合金。室温和高温下的弹性模量都有很大的提高。耐磨性改善，导热性良好，热膨胀有很大的提高。耐磨性改善，导热性良好，热膨胀系数下降。系数下降。氧化铝颗粒氧化铝颗粒增强的铝基复合材料具有密度低、高比增强的铝基复合材料具有密度低、高比模量、韧性好的特点。以体积分数模量、韧性好的特点。以体积分数20%的氧化铝颗的氧化铝颗粒增强粒增强6061铝合金复合材料可以用来制备汽车驱动铝合金复合材料可以用来制备汽车驱动轴，使轴杆的最高转速提高约轴，使轴杆的最高转速提高约14%。短纤维增强铝基复合材料短纤维增强铝基复合材料主要有氧化铝纤维和硅酸铝纤维。主要有氧化铝纤维和硅酸铝纤维。氧化铝短纤维和硅

53、酸铝短纤维增强的铝氧化铝短纤维和硅酸铝短纤维增强的铝基复合材料的室温拉伸弹性模量并不必基复合材料的室温拉伸弹性模量并不必基体合金高，但高温强度高于基体材料基体合金高，但高温强度高于基体材料Vf/%屈服强度屈服强度/MPa/MPa拉伸强度拉伸强度/MPa/MPa弹性模量（室弹性模量（室温）温）/GPa室温室温250300350室室温温25030035002107035297115705571.952321127954282134886378.412251.5682737483.020282.518615411031219815511295.2氧化铝短纤维增强铝基复合材料性能氧化铝短纤维增强铝基复

54、合材料性能Vf/%拉伸强度拉伸强度/MPa屈服强度屈服强度/MPa22260260222602600221104173621825018422812023223174124硅酸铝短纤维增强硅酸铝短纤维增强60616061铝基复合材料性能铝基复合材料性能二、纤维增强铝基复合材料二、纤维增强铝基复合材料Bf/Al复合材料复合材料 Cf/Al复合材料复合材料 SiCf/Al复合材料复合材料 具有制备工艺简单、原材料来源丰富、生产率高，具有制备工艺简单、原材料来源丰富、生产率高，成本低等优点。成本低等优点。 Bf/Al复合材料复合材料硼硼铝复合材料具有高导电性和导热性、塑性铝复合材料具有高导电性和导热

55、性、塑性和韧性、耐磨性、可涂复性、连接性、成型性和韧性、耐磨性、可涂复性、连接性、成型性和可热处理性及不可燃性。力学性能明显强于和可热处理性及不可燃性。力学性能明显强于基体材料，在高温时复合材料的优良性能更加基体材料，在高温时复合材料的优良性能更加明显。界面存在残余应力明显。界面存在残余应力在硼纤维表面进行涂层在硼纤维表面进行涂层SiC、B4C和和BN ，防止，防止硼与铝的界面反应硼与铝的界面反应基体基体纤维体积纤维体积分数分数/%纵向纵向横向横向拉伸强度拉伸强度/MPa弹性模量弹性模量/MPa拉伸强度拉伸强度/MPa弹性模量弹性模量/MPa1100铝合金铝合金20540136.711777.

56、925837146.911783.730890163.411794.8351020191.5117118.8401130199.3108127.6471230226.6108134.5541270245.079139.1硼硼/ /铝复合材料的室温拉伸性能铝复合材料的室温拉伸性能温度温度/拉伸强度拉伸强度/MPa/MPa弹性模量弹性模量/GPa/GPa201001200250300900235400700228500500220硼硼/ /铝复合材料的纵拉伸强度与温度的关系铝复合材料的纵拉伸强度与温度的关系（基体为（基体为1100，纤维体积分数为，纤维体积分数为40）Cf/Al复合材料复合材料 碳

57、纤维密度小，力学性能好。是目前中高性碳纤维密度小，力学性能好。是目前中高性能纤维增强中最便宜的一种。不同来源的碳纤能纤维增强中最便宜的一种。不同来源的碳纤维对复合材料影响也很大维对复合材料影响也很大 碳（石墨）纤维在高温下容易与碳（石墨）纤维在高温下容易与Al发生反应，发生反应，容易出现低应力破坏现象，因此需要对碳纤维容易出现低应力破坏现象，因此需要对碳纤维进行表面处理，如镀铜、镀铬或陶进行表面处理，如镀铜、镀铬或陶瓷涂层瓷涂层SiC、TiB 经过石墨化处理的碳纤维与铝基体发生化学反经过石墨化处理的碳纤维与铝基体发生化学反应温度比碳纤维高。其力学性能可达到理论值应温度比碳纤维高。其力学性能可达

58、到理论值的的7894%，而碳纤维只有，而碳纤维只有28%。为了减少化。为了减少化学反应，石墨纤维表面可涂学反应，石墨纤维表面可涂SiC、TiN。涂铬增。涂铬增加与铝的润湿性。加与铝的润湿性。石墨纤维增强铝基复合材料还具有自润滑性能石墨纤维增强铝基复合材料还具有自润滑性能 纤维类型纤维类型纤维体积纤维体积含量含量/%/%拉伸强度拉伸强度Al4C3含量含量/ppm/MPa%ROM人造丝人造丝 Thornel503279891250人造丝人造丝 Thornel752781294 沥青沥青3540678100聚丙烯腈聚丙烯腈4380582123聚丙烯腈聚丙烯腈29245286000液态浸渍法制备碳纤维

59、增强铝合金拉伸强度液态浸渍法制备碳纤维增强铝合金拉伸强度SiCf/Al复合材料复合材料碳化硅纤维力学性能好，高温下耐氧化性能好。碳化硅纤维力学性能好，高温下耐氧化性能好。有芯碳纤维表面游离态碳少，含氧量低，不易与有芯碳纤维表面游离态碳少，含氧量低，不易与铝发生反应。与铝的相容性好。铝发生反应。与铝的相容性好。SiCf/Al复合材料复合材料具有抗拉强度高、抗弯强度高和具有抗拉强度高、抗弯强度高和优异的耐磨性。优异的耐磨性。Al2O3/Al复合材料复合材料具有少量锂的铝锂合金可以抑制界面反应和改具有少量锂的铝锂合金可以抑制界面反应和改善对氧化铝的润湿性。氧化铝纤维增强铝基体善对氧化铝的润湿性。氧化

60、铝纤维增强铝基体复合材料在复合材料在450范围内仍保持很高的稳定性。范围内仍保持很高的稳定性。 铝基复合材料应用铝基复合材料应用价格昂贵，多用于航天飞机、人造卫星、空间价格昂贵，多用于航天飞机、人造卫星、空间站等的结构材料站等的结构材料硼纤维增强铝复合材料是实际应用最早的金属基硼纤维增强铝复合材料是实际应用最早的金属基复合材料复合材料 ，可用作飞机起落支架，热膨胀系数与可用作飞机起落支架，热膨胀系数与半导体芯片非常接近，用作多层半导体芯片的支半导体芯片非常接近，用作多层半导体芯片的支座的散热冷却板座的散热冷却板 ，中子的屏蔽材料，用来制造，中子的屏蔽材料，用来制造核废料的运输容器核存储容器，喷

61、气发动机风扇核废料的运输容器核存储容器，喷气发动机风扇叶片叶片 碳（石墨）纤维铝复合材料，具有高的比强度和碳（石墨）纤维铝复合材料，具有高的比强度和比刚度，导电、导热性能好、热膨胀系数小。比刚度，导电、导热性能好、热膨胀系数小。用这用这种材料可以制成卫星抛物面天线骨架，在较大温度种材料可以制成卫星抛物面天线骨架，在较大温度范围内保持尺寸稳定性。还可以用在卫星上的导波范围内保持尺寸稳定性。还可以用在卫星上的导波管，轴向刚度高、导热导电性好，质量轻。用在飞管，轴向刚度高、导热导电性好，质量轻。用在飞机上，可以减轻飞机的重量。机上，可以减轻飞机的重量。 还可以用在网球拍还可以用在网球拍上上碳化硅纤维

62、铝复合材料碳化硅纤维铝复合材料 飞机、导弹、飞机、导弹、发动机的高性能部件，如导弹弹体及垂直发动机的高性能部件，如导弹弹体及垂直尾翼。尾翼。氧化铝纤维铝复合材料氧化铝纤维铝复合材料 柴油发动机的柴油发动机的活塞活塞非连续性纤维增强铝复合材料非连续性纤维增强铝复合材料 主要有碳化硅晶须、颗粒，氧化铝短纤维以及主要有碳化硅晶须、颗粒，氧化铝短纤维以及硅酸铝纤维增强复合材料。硅酸铝纤维增强复合材料。 碳化硅晶须碳化硅晶须增强铝复合材料用于制造导电平衡翼和制导元件、增强铝复合材料用于制造导电平衡翼和制导元件、航天器结构部件和发动机部件、轻型坦克履带，汽车零件如航天器结构部件和发动机部件、轻型坦克履带，

63、汽车零件如活塞、连杆、汽缸、推杆等。活塞、连杆、汽缸、推杆等。碳化硅颗粒碳化硅颗粒增强铝复合材料用增强铝复合材料用来制造卫星和航天用结构材料，如卫星支架、结构连接件，来制造卫星和航天用结构材料，如卫星支架、结构连接件，导弹翼、制导元件，飞机零部件如起落支撑件，汽车零件如导弹翼、制导元件，飞机零部件如起落支撑件，汽车零件如驱动轴、刹车盘、发动机缸套、衬套和活塞、连杆等。驱动轴、刹车盘、发动机缸套、衬套和活塞、连杆等。氧化氧化铝短纤维铝短纤维和和硅酸铝短纤维硅酸铝短纤维增强铝复合材料目前用于汽车发动增强铝复合材料目前用于汽车发动机零件。机零件。汽车发动机缸体与缸盖，要求汽车发动机缸体与缸盖，要求高强度、优良的热疲劳性能、高强度、优良的热疲劳性能、轻量化，全铝发动机、铝镁合轻量化，全铝发动机、铝镁合金发动机。金发动机。作业作业l金属基体复合材料都有哪些制备方式，都金属基体复合材料都有哪些制备方式，都适合什么增强体的复合材料？适合什么增强体的复合材料？l为什么铝基体是最常用的金属基体？铝基为什么铝基体是最常用的金属基体？铝基复合材料都有哪些种类？常见的增强体有复合材料都有哪些种类？常见的增强体有哪些？哪些？l石墨纤维和碳纤维增强的铝基复合材料，石墨纤维和碳纤维增强的铝基复合材料，界面都有什么特点？性能有什么差别？界面都有什么特点？性能有什么差别？