浅谈金属基复合材料

【摘要】：材料复合是材料发展到必然趋势之一。在我国古时候人们就发现了原始的复合材料。十九世纪低，复合材料开始被用于工业。在20世纪60年代，随着技术的进步，对材料功能要求愈来愈高，单金属材料也满足不了要求。当今社会人们非常重视可设计的复合材料，因此，复合材料发展迅速，并运用到各种领域中。同时复合材料成为了各个冶金行业的重要材料。复合材料的重要组成部分其中就有金属基复合材料。

【关键词】：金属基复合材料；基体；纤维

前言：

金属基复合材料最先投入生产是在二十世纪末期，相对于其他材料技术来说是较新的一门。金属基复合材料的进步与现代科技和高新技术产业的发展尤为相干，尤其是在电子、航空航天、汽车和先进武器装备的迅速发展方面。为了制备金属基复合材料，应采用高温、表面处理和复合成型等多种复合工艺。金属基的制造技术决定符合材料的性能、应用、成本。提升金属基复合材料的功能并且减少成本，才能使金属基复合材料普遍为我们所用。

首先，金属基复合材料许多都在航天航空中进行实验并使用，由于自身的造价较高因此有很多很大制约在束缚它的发展。现在社会的发展要求耐高温、高速、和高磨损条件下的工件，这就显现出铁基、钢基复合材料十分重要。

一、金属基复合材料的分类

金属基复合材料简称是（MMC），是以带有金属元素的物体为基体，以物质的线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为加强相的非均质混合物，他们相同的特征是具备不间断的某种基体。

1.1按某种的定义分：

金属基复合材料可分为两种类型，宏观来说是宏观组合型，微观来说是微观强化型。（1）宏观组合式是指直接识别金属基复合材料，两种成分具有材料、涂层材料、涂层材料、双金属和层状金属复合材料的性能。（2）微观来说的金属基复合材料组分不容易用肉眼直接分别，得用显微镜才能分别出来，它是要加强材料的强度。

1.2按其他分类：

主要能够分成纤维增强型和颗粒增强型。碳纤维是金属基复合材料中使用最多的增强材料，碳纤维增强铝的材料具备抗紫外线和抵抗高温等特点。典型的颗粒增强型金属基复合材料包括TiC/Ti和SiCp/Mg等。

二、金属基复合材料料的选择

当前金属基复合材料的方向集中在普遍的结构材料铝、镁等轻金属与合金。那么我们应怎样选择金属基体呢？

2.1金属基复合材料的使用要求

拣选金属基体的重要依据是对人们的价值，价格，以及它的使用价值。各类领域对其要求条件有很大区别。关于航空航天领域来说，各种零件，制造的结果构件应用选用密度相对较小的轻合金，在汽车发动机领域，要求具有一定得耐磨性跟耐热性，同时需要低成本、可批量生产。在电子工业领域，需要有一定高的导电性、导热性、低热膨胀系数，例如银、铜、和铝等。

2.2金属基复合材料的组成特点

复合材料中基体所占比例很大，在颗粒增强金属复合材料中，集体含量为80%—90%；该基体能充分发挥纤维的性能，无高强度、高模量，无热处理强化。然而，基体必须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复合材料，要有高强度的、可以热强化处理的合金作为基体。

三、金属基复合材料常用的制造方法

3.1固态制造技术

坚实的制造技术是一种固体基质生产金属基复合材料的固体的方法可分为粉末冶金、固体扩散法制造爆炸焊接技术，这种方法是处理温度低、界面反应不严重，热力学和动力学可以节制界面。

3.1.1粉末冶金法

粉末冶金法与陶瓷的生产也有类似的方面，都属于粉末烧结技术。根据粉末冶金原理将肌体金属粉末与增强材料按照一定的方法混合，之后进行成型处理，获得材料或复合材料。粉末冶金成形过程主要有三种：混合、固化和压制。首先，采用合金粉末和混合补强，冷压成型获得复合坯料，最终得到复合热压制品。

3.1.2固态扩散结合法

固體扩散过程有两个主要步骤。第一步是定期安排纤维。第二步是以某种方式把它们结合起来。固体扩散键合方法主要有扩散连接法和变形法。扩散黏结法：扩散黏结法要使纤维与基体能够紧密结合到一起。热压扩散法：先将纤维按要求排列好，用金属箔基体进行固定，然后在惰性气体中加热到基体金属熔点一下，在进行加压。热等静压法：热等静压法有三种工艺：一是先升高压强再将温度升高，适用于用金属包套工件 的制造；二是先升高温度再进行升压，适用于用用玻璃包套制造复合材料。三是温度、压力，同时适用于低压成型、大负荷、长绝缘工件的制造。变形法：利用金属的塑性成形，运用热轧、热拉、热挤压的加工手段，进行进一步加工。热轧法：主要将锭坯进一步加工成板材或复合材料。

四、总结

复合材料的定义是两种相的复合整合，称为复合材料，若为气态或液体，就不算是复合材料。在复合材料中，其中集体可称为连续相，增强体为分散相。目前，对于智能结构复合材料的研究与开发，我们取得了较大的进展。希望我们对于金属基复合材料还有重大突破，我们生活提供便利。

参考文献：

[1]冯晓明，张崇才，彭小东.复合材料[M].重庆大学出版社，2007.

[2]郝元恺，肖加余.高性能材料学[M].北京：化学工业出版社，2004.

[3]尹洪峰，任耘，罗发.复合材料及其应用[M].西安：陕西科学技术出版社，2003.

[4]王荣国，武卫莉，谷万里.复合材料概论[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999.