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《鋁基復合材料的發(fā)展現(xiàn)狀與研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、鋁基復合材料的發(fā)展現(xiàn)狀與研究摘要：隨著現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，對材料的性能要求越來越高，目前，鋁基復合材料由于其優(yōu)良的性能已經(jīng)成為現(xiàn)時研究的熱點。闡述了鋁基復合材料的基本性能及應用情況，總結(jié)了近幾年關于鋁基復合材料的主要研究成果與發(fā)展趨勢。關鍵詞：鋁基復合材料,材料性能,研究成果,趨勢DevelopmentandprogressofaluminiummatrixcompositesTangnong-jAbstract:Withthedevelopmentofmodernmanufacturingtechnology,Thematerialperforma
2、ncerequirementsmoreandmorehigh,Thedevelopmentofaluminummatrixcompositematerialswasreviewedwiththeirproperties.Espectivelyinaccordancewiththeclassestowhichtheybelong.Thefundamentalpropertyandapplicationfieldofaluminummatrixcompositewerebrieflyintroduced.Themainresearchachievemen
3、tsanddevelopmentweresummarizedinrecentyears.Meanwhile,theoutlookofitsdevelopmentwasputforward.Keywords:aluminiummatrixcomposites,materialproperties,researchfindings,trend復合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀（微觀）上組成具有新性能的材料。復合材料包括三類：聚合物基復合材料(PMC)、金屬基復合材料(MMC)和陶瓷基復合材料(CMC)[1]。在金屬基復
4、合材料中，鋁基復合材料具有比基體更高的比強度，比模量和低的熱膨脹系數(shù)，尤其是彌散增強的鋁基復合材料不僅具有各向同性特征，鋁基復合材料是以金屬鋁及其合金為基體，以金屬或非金屬顆粒、晶須或纖維為增強相的非均質(zhì)混合物。在金屬基復合材料中占主導地位。而且具有可加工和價格低廉等優(yōu)點。1鋁基復合材料的基本性能鋁基復合材料的結(jié)構(gòu)主要由基體、增強材料、中間相和界面組成，其性能取決于基體合金和增強物的特性、含量和分布等。與基體合金相比,鋁基復合材料具有許多優(yōu)良的性能[2]。1.1強度、模量與塑性增強體的加入在提高鋁基復合材料強度和模量的同時，降低了塑性。大量研究表明，
5、SiC增強的鋁基復合材料較相應的鋁-硅合金具有較高的強度，并隨著SiC體積分數(shù)的增大，其強度和模量均有較大程度的提高，而塑性卻降低，且在SiCP/Al復合材料中加入更為細小的彌散質(zhì)點Al4C3和Al2O3可以明顯提高復合材料的強度[3]。另外增強相的加入又賦予材料一些特殊性能[4]，這樣不同金屬與合金基體及不同增強體的優(yōu)化組合，就使金屬基復合材料具有各種特殊性能和優(yōu)異的綜合性能。表1是不同的鋁基復合材料的力學性能。表1不同鋁基復合材料的力學性能Tab.1Themechanicalpropertiesofaluminummatrixcomposite增
6、強相/基體增強相含量（vol%）拉伸強度/Mpa彈性模量/GPa伸長率（%）Al2O3/Al-1.5Mg20226955.9SiC/Al-4Cu15476922.3SiCp/ZL101203751011.64CF/Al26387121.2疲勞與斷裂韌性鋁基復合材料的疲勞強度和疲勞壽命一般比基體金屬高，這與剛度及強度的提高有關，而斷裂韌性卻下降。影響復合材料疲勞性能和斷裂的主要因素有增強物與基體的界面結(jié)合狀態(tài)、基體與增強物本身的特性和增強物在基體中的分布等。界面結(jié)合狀態(tài)良好，可以有效地傳遞載荷，并阻止裂紋擴展，提高材料的斷裂韌性[4]。目前對復合材料疲
7、勞斷裂過程的研究分為疲勞裂紋的萌生和擴展兩個方面。現(xiàn)有的研究工作在實驗的基礎上得出疲勞裂紋萌生于SiC附近。SiC與鋁合金界面或SiC晶須端部附近的基體中，也觀察到基體中大塊夾雜物破碎導致裂紋萌生。再者，由于使用的絕大部分顆粒是在加工過程中從大的顆粒上碎裂下來的，碎裂的顆粒存在于復合材料中，從而提供了裂紋萌生的位置。裂紋的擴展取決于裂紋尖端的微結(jié)構(gòu)和宏觀上最大應變方向[5]。1.3熱性能增強體和基體之間的熱膨脹失配在任何復合材料中都難以避免，為了有效降低復合材料的熱膨脹系數(shù)，使其與半導體材料或陶瓷基片保持熱匹配，常選用低膨脹的Al-Si合金作為基體和
8、采用不同粒徑的顆粒制備高體積分數(shù)的復合材料。張強等人[5]選用粒徑為20和60μm的α-SiC顆粒，基體用L
