金屬基復(fù)合材料按增強(qiáng)體的類別來分類,如纖維增強(qiáng)(包括連續(xù)和短切)、晶須增強(qiáng)和顆粒增強(qiáng)等,按金屬或合金基體的不同,金屬基復(fù)合材料可分為鋁基、鎂基、銅基、鈦基、高溫合金基、金屬間化合物基以及難熔金屬基復(fù)合材料等。由于這類復(fù)合材料加工溫度高、工藝復(fù)雜、界面反應(yīng)控制困難、成本相對高,應(yīng)用的成熟程度遠(yuǎn)不如樹脂基復(fù)合材料,應(yīng)用范圍較小。
金屬基復(fù)合材料特性
其特點在力學(xué)方面為橫向及剪切強(qiáng)度較高,韌性及疲勞等綜合力學(xué)性能較好,同時還具有導(dǎo)熱、導(dǎo)電、耐磨、熱膨脹系數(shù)小、阻尼性好、不吸濕、不老化和無污染等優(yōu)點。例如碳纖維增強(qiáng)鋁復(fù)合材料其比強(qiáng)度3~4×107mm,比模量為6~8×109mm,又如石墨纖維增強(qiáng)鎂不僅比模量可達(dá)1.5×1010mm,而且其熱膨脹系數(shù)幾乎接近零。
樹脂基復(fù)合材料通常只能在350℃以下的不同溫度范圍內(nèi)使用。近些年來正在迅速開發(fā)研究適用于350℃~1200℃使用的各種金屬基復(fù)合材料。金屬基復(fù)合材料 是以金屬或合金為基體與各種增強(qiáng)材料復(fù)合而制得的復(fù)合材料。增強(qiáng)材料可為纖維狀、顆粒狀和晶須狀的碳化硅、硼、氧化鋁及碳纖維。金屬基體除金屬鋁、鎂外,還發(fā)展有色金屬鈦、銅、鋅、鉛、鈹超合金和金屬間化合物,及黑色金屬作為金屬基體。金屬基復(fù)合材料除了和樹脂基復(fù)合材料同樣具有高強(qiáng)度、高模量外,它能耐高溫,同時不燃、不吸潮、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、抗輻射。是令人注目的航空航天用高溫材料,可用作飛機(jī)渦輪發(fā)動機(jī)和火箭發(fā)動機(jī)熱區(qū)和超音速飛機(jī)的表面材料。目前不斷發(fā)展和完善的金屬基復(fù)合材料以碳化硅顆粒鋁合金發(fā)展最快。這種金屬基復(fù)合材料的比重只有鋼的1/3,為鈦合金的2/3,與鋁合金相近。它的強(qiáng)度比中碳鋼好,與鈦合金相近而又比鋁合金略高。其耐磨性也比鈦合金、鋁合金好。目前已小批量應(yīng)用于汽車工業(yè)和機(jī)械工業(yè)。在5~15年內(nèi)有商業(yè)應(yīng)用前景的是汽車活塞、制動機(jī)部件、連桿、機(jī)器人部件、計算機(jī)部件、運(yùn)動器材等。
按基體分類: (1)鋁基復(fù)合材料 (2)鎳基復(fù)合樹樹 (3)鈦基復(fù)合材料,按增強(qiáng)體分類 ,(1)顆粒增強(qiáng)...
樹脂基復(fù)合材料、聚合物基復(fù)合材料、高分子基復(fù)合材料區(qū)別???
你指的是碳纖維復(fù)合材料吧,增強(qiáng)材料是碳纖維,主要取決于基體材料。比如炭/炭復(fù)合材料,是碳纖維增強(qiáng)炭(石墨)基體的復(fù)合材料,屬于無機(jī)材料,主要應(yīng)用于高溫、摩擦方面;碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,是有...
通常金屬材料分為黑色金屬和有色金屬兩大類。1黑色金屬以鐵、錳、鉻或以它們?yōu)橹鞫纬傻木哂薪饘偬匦缘奈镔|(zhì),稱為黑色金屬。如碳素鋼、合金鋼、鑄鐵等。2有色金屬除黑色金屬以外的其它金屬材料,稱為有色金屬,如...
金屬基復(fù)合材料存在的主要問題是金屬復(fù)合材料制造工藝復(fù)雜、造價昂貴,尚未能在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中應(yīng)用。
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非金屬基復(fù)合材料 1、聚合物基復(fù)合材料 聚合物基復(fù)合材料又被稱為增強(qiáng)塑料, 作為一種最實用的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料, 在復(fù)合材料工業(yè)中占有主導(dǎo)地位。聚合物基復(fù)合材料主要分為兩大類,即顆粒、 晶須、短纖維復(fù)合材料以及連續(xù)纖維復(fù)合材料。 短纖維復(fù)合材料主要作為次結(jié)構(gòu) 件,比如汽車的車殼等。 連續(xù)纖維復(fù)合材料是在樹脂基體中適當(dāng)排列高強(qiáng)、 高剛 度的連續(xù)長纖維組成的材料體系, 可用作次結(jié)構(gòu)件, 也可用作主結(jié)構(gòu)件。 從基體 材料來講,聚合物基復(fù)合材料可分為熱固性樹脂、 熱塑性樹脂和橡膠基復(fù)合材料。 與鋼、鋁等傳統(tǒng)的金屬材料相比, 聚合物基復(fù)合材料比強(qiáng)度高, 比拉伸 模量大,熱膨脹系數(shù)低。表 1為典型的單向纖維復(fù)合材料的性能。 1)非連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 非連續(xù)纖維(顆粒、晶須、短纖維)可以用來增強(qiáng)各種聚合 物,根據(jù)組分、制備方法、性能以及應(yīng)用的不同主要分為 4類: (1)熱塑成型組合物 (2)可熱成型板材 (
金屬基復(fù)合材料旋壓是在旋壓機(jī)上將金屬基復(fù)合材料(顆粒、短纖維、晶須增強(qiáng)的鋁、鎂、銅等金屬基復(fù)合材料)坯料用旋輪對毛坯旋壓得到各種薄壁、空心、回轉(zhuǎn)體等零件的成形方法。由于金屬基復(fù)合材料強(qiáng)度高、塑性差、抗變形力大,一般需在加熱狀態(tài)下進(jìn)行。
短纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料是短纖維增強(qiáng)的以金屬或合金為基體的復(fù)合材料。
纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料
而金屬基復(fù)合材料恰好在這些方面具有優(yōu)勢,成為各國競相發(fā)展的新材料。
金屬基復(fù)合材料一般都在高溫下成形,因此要求作為增強(qiáng)材料的耐熱性要高。在纖維增強(qiáng)金屬中不能選用耐熱性低的玻璃纖維和有機(jī)纖維,而主要使用硼纖維、碳纖維、碳化硅纖維和氧化鋁纖維?;w金屬用得較多的是鋁、鎂、鈦及某些合金。
碳纖維是金屬基復(fù)合材料中應(yīng)用最廣泛的增強(qiáng)材料。碳纖維增強(qiáng)鋁具有耐高溫、耐熱疲勞、耐紫外線和耐潮濕等性能,適合于在航空、航天領(lǐng)域中做飛機(jī)的結(jié)構(gòu)材料。硼纖維增強(qiáng)鋁也用于空間技術(shù)和軍事方面。
碳化硅纖維增強(qiáng)鋁比鋁輕10%,強(qiáng)度高10%,剛性高一倍,具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性和高溫抗氧化性。它們主要用于汽車工業(yè)和飛機(jī)制造業(yè)。用碳化硅纖維增強(qiáng)鈦做成的板材和管材已用來制造飛機(jī)垂尾、導(dǎo)彈殼體和空間部件。