复合材料磨损研究

复合材料耐磨性能研究题目：金属基复合材料耐磨性能研究院系：材料与化工学院专业：金属材料工程班级：学号：姓名：指导教师：2016年12月#金属基复合材料耐磨性能研究摘要本文介绍了金属基复合材料的研究及应用现状。介绍了金属基复合材料的分类，性能（主要为耐磨性），对于大批量生产的复合材料来讲，研究复合材料的耐磨性具有重要的使用性和经济性，最后对金属基复合材料（MMC）的发展作出展望。关键词：金属基复合材料；发展现状和前景；组织；耐磨性金属基复合材料（MMC）,这一术语包括很广的成分与结构，共同点是有连续的金属基体（包括金属间化合物基体）。现代科学技术对现代新型材料的强韧性，导电、导热性，耐高温性，耐磨性等性能都提出了越来越高的要求。与传统的金属材料相比，金属基复合材料具有较高的比强度与比刚度，耐磨性，而与高分子基复合材料相比，它又具有优良的导电性而耐热性，与陶瓷材料相比，它又具有较高的韧性和较高的抗冲击性能。金属基复合材料的发展只有40多年的历史，还处在一个蓬勃发展的新阶段。从MMC的发展看，今后它的研究与开发主要集中在以下几个方面：（1）不同金属基体与不同种类与形态的增强材料的复合效果；（2）开发新型增强材料；（3）制备工艺的研究与开发；（4）界面优化的研究；（5）扩大应用领域与范围。这些优良的性能决定了它从诞生之日起就成了新材料家庭中的重要一员。它已经在一些领域里得到应用并且其应用领域正在逐步扩大，因此对复合材料耐磨性的研究具有十分重要的意义。金属基复合材料的组成特点：纤维状增强材料的特点：与同材质的块体材料相比，强度高得多，原因：影响材料强度的主要因素是材料中存在缺陷的形状、位置、取向和数目。纤维状材料具有较高的柔曲性，大的长径比（l/d）使纤维在复合材料中比其他形状的增强体更容易发挥其固有的强度耐磨性较颗粒增强体较差例如（1）连续纤维增强CRMMC：基体的主要作用是以充分发挥增强材料性能为主，基体本身应与纤维有良好的相容性和塑性。如：Cf/Al中，纯铝或含有少量合金元素的铝合金作为基体比高强度铝合金好得多。且铝合金强度越高，其MMC的性能越低。（2）用于1000°C以上的高温MMC金属基体：用于1000°C以上的基体材料主要是镍基、铁基耐热合金和金属间化合物，较成熟的是镍基、铁基高温合金。W/Ni合金，可以大幅度提高其高温性能——高温持久性能和高温蠕变性能，一般可提高1-3倍，主要用于高性能发动机叶片等重要零件。铌基、金属间化合物基MMC可用于更高温度，尚处于研究阶段。典型工艺分析基体合金粉末与颗粒、短切纤维和晶须的混合均匀程度及基体粉末防止氧化的问题是整个工艺的关键。例如：室温下硼纤维的化学稳定性好，但表面具有活性，不需要处理就可与树脂复合，其复合材料具有较高的层间剪切强度。硼纤维主要用于聚合物基和铝基复合材料。碳化硅纤维具有很高的比强度、比刚度，耐腐蚀、抗热震、热膨胀系数小、热传导系数大等优点同时还具有良好的抗氧化和高温性能，其室温性能可保持到1200C。其成本下降的潜力很大。适合于制备树脂、金属及陶瓷基复合材料。颗粒增强材料的特点：主要有SiC,TiC,Al2O3等陶瓷颗粒具有高强度、高模量、耐热、耐磨、耐高温的陶瓷和石墨等非金属颗粒，加入到基体材料中起提高耐磨、耐热、强度、模量和韧性的作用。其成本低，易于批量生产。另外，还有一种颗粒增强体称为延性颗粒增强体，主要为金属颗粒，一般是加入到陶瓷基体和玻璃陶瓷基体中起到增韧作用。如A1203中加入Al、Ni,WC中加入Co等，金属颗粒的加入使材料的韧性显著提高，耐磨性显著增强小结金属基复合材料的认识与展望（2）与传统的金属材料相比，金属基复合材料具有较高的比强度与比刚度，耐磨性，尤其以铝基复合材料，镁基复合材料，广泛的应用在航空航天，汽车领域，铝基复合材料,因为铝为面心立方结构,因此,具有良好的塑性和韧性,Cf/Al中，纯铝或含有少量合金元素的铝合金作为基体比高强度铝合金好得多,且铝合金强度越高，其MMC的耐磨性能越高。以颗粒增强铝基复合材料与纤维增强铝基复合材料有相比较颗粒增强铝基复合材料具有更加优异的耐磨性，铝合金可通过固溶处理，淬火和时效，在固溶处理过程中，使铝合金中第二相完全融入a相，并通过扩散过程使a固溶体均匀化，使其强度显著增加，耐磨性增强，例如Al2O3w/Al、SiCp/Al具有良好的耐热，耐磨，导热性，因而，广泛应用于汽车发动机如活塞、缸套.总之，金属基复合材料有广泛的应用，今后它的研究与开