鋁基復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀與研究

1、鋁基復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀與研究摘要：隨著現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)材料的性能要求越來(lái)越高，目前，鋁基復(fù)合材料由于其優(yōu)良的性能已經(jīng)成為現(xiàn)時(shí)研究的熱點(diǎn)。闡述了鋁基復(fù)合材料的基本性能及應(yīng)用情況，總結(jié)了近幾年關(guān)于鋁基復(fù)合材料的主要研究成果與發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：鋁基復(fù)合材料材料性能研究成果趨勢(shì)DevelopmentprogressofaluminiummatrixcompositesTangnongjAbstract:Withthedevelopment

2、ofmodernmanufacturingtechnologyThematerialperfmancerequirementsmemehighThedevelopmentofaluminummatrixcompositematerialswasreviewedwiththeirproperties.Espectivelyinaccdancewiththeclassestowhichtheybelong.Thefundamentalpro

3、pertyapplicationfieldofaluminummatrixcompositewerebrieflyintroduced.Themainresearchachievementsdevelopmentweresummarizedinrecentyears.Meanwhiletheoutlookofitsdevelopmentwasputfward.Keywds:aluminiummatrixcompositesmateria

4、lpropertiesresearchfindingstrend分布等。界面結(jié)合狀態(tài)良好，可以有效地傳遞載荷，并阻止裂紋擴(kuò)展，提高材料的斷裂韌性[4]。目前對(duì)復(fù)合材料疲勞斷裂過(guò)程的研究分為疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展兩個(gè)方面?，F(xiàn)有的研究工作在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出疲勞裂紋萌生于SiC附近。SiC與鋁合金界面或SiC晶須端部附近的基體中，也觀察到基體中大塊夾雜物破碎導(dǎo)致裂紋萌生。再者，由于使用的絕大部分顆粒是在加工過(guò)程中從大的顆粒上碎裂下來(lái)的，碎裂的顆

5、粒存在于復(fù)合材料中，從而提供了裂紋萌生的位置。裂紋的擴(kuò)展取決于裂紋尖端的微結(jié)構(gòu)和宏觀上最大應(yīng)變方向[5]。1.3熱性能熱性能增強(qiáng)體和基體之間的熱膨脹失配在任何復(fù)合材料中都難以避免，為了有效降低復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)，使其與半導(dǎo)體材料或陶瓷基片保持熱匹配，常選用低膨脹的AlSi合金作為基體和采用不同粒徑的顆粒制備高體積分?jǐn)?shù)的復(fù)合材料。張強(qiáng)等人[5]選用粒徑為20和60μm的αSiC顆粒，基體用LD11鋁硅共晶合金，采用擠壓鑄造的方法實(shí)現(xiàn)了7

6、0%的體積分?jǐn)?shù)。結(jié)果表明，SiCPAl復(fù)合材料的導(dǎo)熱率達(dá)到151Wm℃，高于基體的導(dǎo)熱率(基體的導(dǎo)熱率為140Wm℃)，并且他們?cè)诘缺缺砻娣e的基礎(chǔ)上，引入等效顆粒直徑的概念(EMA）[6]，基于EMA方法，可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)兩種粒徑顆?；旌显鰪?qiáng)鋁基復(fù)合材料的導(dǎo)熱率，這為以后進(jìn)行鋁基復(fù)合材料導(dǎo)熱率的研究奠定了基礎(chǔ)。2制備工藝制備工藝金屬基復(fù)合材料的制備工藝較復(fù)雜。由于金屬熔點(diǎn)較高，需要在高溫下操作，同時(shí)，不少金屬對(duì)增強(qiáng)體表面的潤(rùn)濕性很差在

7、高溫下很活潑，易于多種增強(qiáng)體發(fā)生反應(yīng)。鋁基復(fù)合材料可用固態(tài)擴(kuò)散法壓制，也可用粉末冶金和鑄造等如下幾種方法制造。2.1固態(tài)擴(kuò)散法固態(tài)擴(kuò)散法這是制造連續(xù)纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的傳統(tǒng)方法。這方法主要有二步，第一步是先把纖維或經(jīng)過(guò)預(yù)浸處理因而包覆有鋁的復(fù)合絲與基體合金的箔片細(xì)絲有規(guī)則地排列和堆疊起來(lái)。第二步是通過(guò)加熱加壓使他們緊密地?cái)U(kuò)散結(jié)合成為整體。為了防止鋁合金在加熱加壓過(guò)程中氧化，熱壓必須在真空或保護(hù)氣氛下進(jìn)行。用固態(tài)擴(kuò)散法制造的鋁基復(fù)合材料