铝基复合材料的研究从上个世纪50、60年代开始,初期研究情况并不乐观,但随着科技的发展,铝基复合材料的研究取得了质的飞跃,无论是在理论上还是在技术上都取得了喜人的成就[25]。目前,国内外的研究重点主要放在原位制成颗粒增强铝基复合材料上。颗粒增强铝基复合材料具有很多优良性能,例如,晶粒微小、设计性广、具有较多的强化相、综合性能良好、制作材料低廉、增强体与基体界面结合良好同时具备结合强度高以及可以进行近终型铸造等优良性能。正是因为铝基复合材料具备了这么多的优点以及特性,所以铝基复合材料赢得了越来越多的学者、科研机构以及高精端企业的重视,并且铝基复合材料中的一部分已经被开发出可以在高精度按领域中应用,同时也研制出了很多的新工艺。其中单相颗粒增强铝基复合材料中Al O 颗粒增强铝基复合材料和TiB 颗粒增强铝基复合材料是非常具有代表性的[26]。双相以及多相颗粒增强铝基复合材料对铝基复合材料的各方面性能提高方面更加的全面,随着科技以及对铝基复合材料各方面性能的需要,双相以及多相颗粒增强铝基复合材料将会越来越被重视。对于铝基复合材料的研究我国也取得了很多喜人的成果。我国的研究铝基复合材料主要包括颗粒增强、层压复合、纤维增强、喷射沉积和原位生成等方面,并且逐渐被应用到各种领域当中。目前增强铝基复合材料的添加材料可以分为颗粒、晶须、短晶须以及长纤维等四种方式,其中颗粒增强铝基复合材料的性能较好,研究的较为多,颗粒增强铝基复合材料的添加材料主要有SiC、TiC、Al O 以及石墨等。其中SiC颗粒增强铝基复合材料的成本低,发展的较好,而且美国已经用其制造的2m多长的型材和管材应用于各种航空航天器上[27]。87852
2 铝基复合材料的特点
根据增强体的不同,可以分为颗粒增强铝基复合材料和纤维增强铝基复合材料两种增强体增强铝基复合材料[28]。
颗粒增强铝基复合材料的颗粒尺寸一般保持在0。1~1。0μm之间,增强粒子的体积保持在10%至90%之间,如果增强颗粒的体积分数低于10%,则对率复合材料的增强不是很明显,几乎可以忽略增强的作用。金属基复合材料中应用最广泛的就是颗粒增强铝基复合材料,因为其具有强度高、刚度高、弹性模量高、密度低、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、耐摩擦、良好的阻尼性、较低的热膨胀系数以及良好的导电性能等优点。弥散型颗粒增强铝基复合材料具有可加工性强、成本低廉、各相同性、抗老化性强、耐高温性以及真空条件下稳定等特点,这些特点正好可以替代其他金属基复合材料在航空航天领域中使用所存在的缺陷,而且正是因为这些特点使其受到研究人员越来越多的关注与重视[29]。同时,其生产成本低且易于加工生产,可以对其进行批量生产。论文网
3 铝基复合材料的制备
金属基复合材料的制备程序复杂且不好制备,因为金属的熔点较高,制备复合材料时需要在高温状态下进行,不易操作,且部分金属基对于增强体表面的润湿特性不是很理想,同时在高温下金属更容易被增强体氧化,对复合材料造成影响。对于复合材料的制备方法主要包括固态法、液态法、原位法以及沉积法。最常见的几种率复合材料的制备方法如表1。1所示[30-33]。接下来介绍几种常见的制备工艺:
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