复合材料-金属基复合材料（航空材料）

金属基复合材料的种类与一般特性定义以金属或合金为基体，以纤维、晶须、颗粒等为增强体，采用多种工艺方法制成的复合材料。2.分类按基体可分为铝基、镁基、铜基、钛基、高温合金基、金属间化合物基、难熔金属基复合材料；按增强体可分为纤维增强、晶须增强、颗粒增强复合材料。3.一般特性金属基复合材料与一般金属相比，具有耐高温、高比强度、高比弹性模量、抗蠕变、耐疲劳、热膨胀系数小和抗磨损等优点。与树脂基复合材料相比，不仅剪切强度高，对缺口不敏感，而且物理和化学性能更稳定，具有不吸湿、不放气、不老化、抗原子氧侵蚀、抗核辐射、抗电磁脉冲、抗阻尼、热膨胀系数小、导电和导热性好等优点。金属基复合材料是理想的航天器材料，适合空间环境使用。在航空器上也有潜在的应用前景，是研制高温结构材料的重要领域。连续纤维具有更明显的增强、增模效果，但因性能有各向异性则需要考虑取向设计。通常可采用各种纤维混杂增强，调整各向性能；晶须增强复合材料具有较低的冲击韧性，制备和加工复合材料的工艺较复杂，需认真解决润湿性和界面反应、稳定工艺和降低成本等问题。增强体及其典型性能增强体是复合材料中承受载荷和具有特殊功能的组分。按几何形状可分为颗粒状、纤维状、片状、立体结构。按属性分为无机和有机增强体，其中有天然的和合成的。二维可制成布、毡，三维可制成异形织物预制体。随着复合材料的发展，增强体的类型、品种、性能不断改进和创新，可以混杂增强，可以多维编制预制体等。为使增强体与基体润湿、结合适当，得到理想的界面组织，增强体表面有时按复合材料性能要求而进行表面处理，涂覆复合材料涂层。金属基复合材料用颗粒增强体金属基复合材料通常选择具有高弹性模量、高强度、高温性能好、耐磨、物理和化学性能与基体金属匹配的材料作为颗粒增强体。常用的颗粒增强体有SiC、Al2O3，、TiC、TiB、BC、石墨等非金属颗粒。2.金属基复合材料用纤维增强体纤维增强金属基复合材料常用的连续纤维增强剂有Bf(单丝)、Cf(石墨)、SiCf(单丝、束丝)、Al2O3，纤维等。短纤维有Al2O3

、Al2O3-SiO2、BN纤维等。金属纤维有W、Mo、钢丝。硼纤维用得最早，碳石墨纤维性能优异且产量大、品种多。3．金属基复合材料用晶须增强体

晶须是人工控制条件下以单晶形式生长的一种纤维，直径非常细，缺陷少，原子排列高度有序，强度接近完整晶体理论值，增强复合材料潜力大，包括金属、氧化物、碳化物、氮化物、卤化物等。SiCw是用化学气相法制备，已投人工业生产，SiCw/Al复合材料已在航空、航天工业和汽车工业中得到应用。8.2.3金属基复合材料制备工艺

金属基复合材料的制造程序是增强体经预处理或预成形后，先与基体材料复合，再经第二次成形和加工制成复合材料零件。重要的是要使增强纤维材料与基体间在高温下界面反应不引起损伤和具有较强的界面结合。1．纤维增强金属基复合材料制备方法真空压力浸渍法（图8-4）液态金属浸渍法挤压铸造法（图8-5）热压扩散黏结法（图8-6，8-7）2.颗粒增强金属基复合材料制备方法粉末冶金法铸造法喷雾共沉积法（图8-8）3.晶须增强金属基复合材料制备方法粉末冶金法压力铸造法4.金属基材料的二次加工技术

金属基复合材料在制成铸锭、坯、板后，通常采用二次加工成形，制成可应用的零件、锻件、旋压件、型材等模