金屬基復(fù)合材料顯示出巨大的應(yīng)用潛力
當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展,其中材料科學(xué)領(lǐng)域十分活躍,理論上的新概念,技術(shù)的新構(gòu)思,工藝上的新方法不斷出現(xiàn),材料的復(fù)合化是材料發(fā)展的必然趨勢之—。古代就出現(xiàn)了原始型的復(fù)合材料,如用草莖和泥土作建筑材料;砂石和水泥基體復(fù)合的混凝土也有很長歷史。19 世紀(jì)末復(fù)合材料開始進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)。20 世紀(jì)60 年代由于高技術(shù)的發(fā)展,對材料性能的要求日益提高,單質(zhì)材料很難滿足性能的綜合要求和高指標(biāo)要求。圖1-1 反映了復(fù)合材料與其他單質(zhì)材料力學(xué)性能的比較。復(fù)合材料因具有可設(shè)計性的特點受到各發(fā)達(dá)國家的重視,因而發(fā)展很快,螺旋洗砂機(jī)開發(fā)出許多性能優(yōu)良的先進(jìn)復(fù)合材料(成為航空、航天工業(yè)的首要關(guān)鍵材料),各種基礎(chǔ)性研究也得到了發(fā)展,使復(fù)合物料與金屬、陶瓷、高聚物等材料并列為重要材料。有人預(yù)言,2l 世紀(jì)將是進(jìn)入復(fù)合材料的時代。
金屬基復(fù)合材料(Metal matrix Composite, 簡稱MMCs)是以陶瓷(連續(xù)長纖維、短纖維、晶須及顆粒)為增強(qiáng)材料,金屬(如鋁、鎂、鈦、鎳、鐵、銅等)為基體材料而制備的。MMCs問世至今已有30余年,由于具有高的比強(qiáng)度、比模量、耐高溫、耐磨損以及熱膨脹系數(shù)小,移動破碎機(jī)尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)異的物理性能和力學(xué)性能,以及無高分子復(fù)合材料常見的老化現(xiàn)象和在高真空條件下不釋放小分子的特點,克服了樹脂基復(fù)合材料在航宇領(lǐng)域中使用時存在的缺點,得到了令人矚目的發(fā)展,成為各國高新技術(shù)研究開發(fā)的重要領(lǐng)域。
自20世紀(jì)80 年代初,日本豐田汽車**將陶瓷纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料試用于制造發(fā)動機(jī)活塞以來,金屬基復(fù)合材料的研制和開發(fā)獲得了飛速發(fā)展,在20世紀(jì)80年代末期出現(xiàn)了一系列新的復(fù)合材料制備技術(shù)。迄今為止,金屬基復(fù)合材料已在航空航天、軍事領(lǐng)域及汽車、電子儀表等行業(yè)中顯示出了巨大的應(yīng)用潛力。但是,金屬基復(fù)合材料由于加工工藝不夠完善、成本較高,螺旋分級機(jī)沒有形成大規(guī)模批量生產(chǎn),因此仍是當(dāng)前研究和開發(fā)的熱點。
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