金属基复合材料学习教案.ppt
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPT 页数:69 大小:6.4MB 金币:10 举报 版权申诉
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金属(jīnshǔ)基复合材料目录345按增强体类型分颗粒增强金属基复合材料层状增强复合材料纤维(xiānwéi)(长短及晶须)增强金属基复合材料(1)、颗粒增强(zēngqiáng)金属基复合材料颗粒增强(zēngqiáng)复合材料是指增强(zēngqiáng)相为弥散分布的颗粒体,颗粒直径和颗粒间距较大,一般大于1微米。在这种复合材料中,增强(zēngqiáng)相是主要的承载相,而基体的作用则在于传递载荷。颗粒增强(zēngqiáng)复合材料的强度通常取决于增强(zēngqiáng)颗粒的直径和体积分数,同时还与基体性质,颗粒与基体的界面及颗粒排列的形状密切相关。(2)、层状增强复合材料层状复合材料是指在韧性和成型性较好的金属基体材料中,含有重复排列的高强度、高模量片层状增强物的复合材料。由于薄片增强的强度不如纤维增强相高,因此层状结构复合材料的强度受到了限制。然而,在增强平面(píngmiàn)的各个方向上,薄片增强物对强度和模量都有增强效果,这与纤维单向增强的复合材料相比具有明显的优越性。(3)、纤维(长短及晶须)增强复合材料金属基复合材料中的纤维根据其长度的不同可分为(fēnwéi)长纤维、短纤维和晶须,它们均属于一维增强体。因此,由纤维增强的复合材料均表现出明显的各向异性特征。短纤维和晶须在基体中为随机分布,因而性能在宏观上表现为各向同性。纤维增强金属基复合材料金属的熔点高,故高强度纤维增强后的金属基复合材料(MMC)可以使用在较高温的工作(gōngzuò)环境之下。常用的基体金属材料有铝合金、钛合金和镁金。金属基复合材料纤维选择要点•高强度、高模量。(明显高于金属基体)•耐热性高(如:KF不宜选用)•价格低(比较突出的制约因素(yīnsù))•相容性好(膨胀系数相近,高温惰性)12按用途分(1)、结构复合材料(2)、功能(gōngnéng)复合材料(3)、智能复合材料结构复合材料:高比强度、高比模量、尺才稳定性、耐热性等是其主要性能特点。用于制造各种航天、航空、汽车、先进武器系统等高性能结构件。功能复合材料:高导热、导电性、低膨胀(péngzhàng)、高阻尼、高耐磨性等物理性能的优化组合是其主要特性。化学性能包括抗氧化性和耐腐蚀性等,用于电子、仪器、汽车等工业。智能复合材料:强调具有感觉、反应、自监测、自修复等特性。应当注意,功能复合材料和智能复合材料容易混淆。MMC的性能(xìngnéng)特征金属基复合材料的性能(xìngnéng)特点(2)、导热(dǎorè)导电性能(3)、热膨胀系数(péngzhàngxìshù)小、尺寸稳定性好(4)、良好的高温(gāowēn)性能(5)、良好(liánghǎo)的耐磨性(6)、良好(liánghǎo)的断裂韧性和抗疲劳性能(7)、不吸潮、不老化(lǎohuà)、气密性好铝木复合板航空航天工业中需要大型的、重量轻的结构材料,例如波音747大型运输机、远距离通信天线、巨型火箭及宇航飞行器等。在设计(shèjì)这些结构时,问题之一就涉及到平方—立方尺寸关系,即结构的强度与刚度随其尺寸的平方增加.而重量却随其线尺寸的立方增加。所以,假若要保证大型结构的机动性和高效率,就需要更完善的设计(shèjì)和更好的材料。铝基复合材料是在金属基复合材料中应用得最广的一种。由于铝的基体为面心立方结构,因此具有良好的塑性和韧性,再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点,为其在工程上应用创造了有利(yǒulì)的条件。铝基复合材料(fùhécáiliào)基体与增强体铝基复合材料的增强体主要有3种:长纤维,晶须和颗粒;基体主要有纯铝及其合金。基体合金的种类较多,主要有两大类:变形(biànxíng)合金和铸造合金。Bf/Al复合材料的制造复合材料的制造包括将复合材料的组分组装并压合成适于制造复合材料零件的形状。常用的工艺有两种:一、纤维与基体的组装压合和零件成型同时进行;二、先加工成复合材料的预制品,然后再将预制品制成最终形状的零件。前一种工艺类似(lèisì)于铸件,后一种则类似(lèisì)于先铸锭然后再锻成零件的形状。纤维(xiānwéi)增强复合材料的强度和刚性与纤维(xiānwéi)方向密切相关。纤维(xiānwéi)无规排列时,能获得基本各向同性的复合材料。均一方向的纤维(xiānwéi)使材料具有明显的各向异性。纤维(xiānwéi)采用正交编织,相互垂直的方向均具有好的性能。纤维(xiānwéi)采用三维编织,可获得各方向力学性能均优的材料。37双金属、表面涂层等也是层状复合材料(cáiliào)。结构层状材料(cáiliào)根据材质不同,分别用于飞机制造、运输及包装等。3、颗