金属(jīnshǔ)基体材料和高性能金属(jīnshǔ)基复合材料6.1复合材料的金属(jīnshǔ)基体(MetalMatrixinHighPerformanceComposite）金属基体(jītǐ)概述金属(jīnshǔ)基体概述金属基体在复合材料(fùhécáiliào)中的作用金属基体在复合材料(fùhécáiliào)中的体积比与陶瓷、聚合物基体相比，金属(jīnshǔ)基体的优势图6-1工程材料(cáiliào)的断裂能之比较利用金属(jīnshǔ)基体制成MMCs的综合性能用纤维增强(zēngqiáng)金属的原因为什么要用纤维(xiānwéi)增强金属？表6-1一些商用金属(jīnshǔ)及其合金的密度(g/cm3)MetalDensityMetalDensityAluminum2.7Lead11.5Beryllium1.8Nickel8.9Copper8.9Silver10.5Gold19.3Titanium4.5Iron7.9Tungsten19.3表6-2一些增强纤维(xiānwéi)的密度(g/cm3)用高模量纤维增强金属(jīnshǔ)的意义弹性挠度=(pl3/3EI)式中，t—厚度；I—惯性矩，在此情况下，I=t4/12；p—载荷。已知梁的质量M=lt2t4=M2/(l22)M=[(4l5p/)(2/E)]1/2因此，对于一个给定刚性(ɡānɡxìnɡ)率（p/）的结构，当参数E/2最大时，可以获得最小的质量,即E1/2/M。E1/2/为材料的弯曲比模量。用高模量纤维增强(zēngqiáng)金属的意义表6-3结构件的材料(cáiliào)指标由上面的简单分析可知使用B、E、的纤维增强金属在结构应用中的意义。从理论(lǐlùn)上解释了用模量高且密度低的纤维增强金属的原因。用纤维增强金属将使复合材料结构具有更高的比强度与比模量。选择金属基体(jītǐ)的原则选择金属基体(jītǐ)的原则金属基复合材料的使用(shǐyòng)要求金属基复合材料(fùhécáiliào)的使用要求金属基复合材料(fùhécáiliào)的使用要求金属基复合材料的使用(shǐyòng)要求金属基复合材料的组成(zǔchénꞬ)特点图6-2不同铝合金性能(xìngnéng)与复合材料性能(xìngnéng)的比较金属基复合材料的组成(zǔchénꞬ)特点基体与增强(zēngqiáng)材料的相容性常用金属(jīnshǔ)基体材料铝、镁、钛、铜、金属(jīnshǔ)间化合物和高温合金铝、镁、钛、铜和金属(jīnshǔ)间化合物（1）铝及铝合金铝及其合金(héjīn)铝及铝合金铝及铝合金铝及铝合金（2）铜及铜合金铜的历史(lìshǐ)：人类在新石器时代有两大发明：制陶和冶铜。火的使用高温条件陶制坩埚治铜（铁）我国历史(lìshǐ)上的铜器时代，距今六千年~距今二千五百年。铜的冶炼开始于夏朝末年。郭沫若考证，在殷商时代有青铜器铭文和甲骨文，称为“金石并用”时代。铜及铜合金铜及铜合金铜及铜合金铜及铜合金（3）镁及镁合金（4）钛及钛合金钛及钛合金（5）金属(jīnshǔ)间化合物2）金属(jīnshǔ)间化合物的应用及分类A)应用作为合金的强化相；作为定向凝固共晶复合材料中的强化相；制作耐高温、多功能复合材料。B)金属(jīnshǔ)间化合物为基的复合材料的分类结构类复合材料：如Al-NiAl、Al-AlCu2、Ni-Ni4W等；功能类复合材料：如铁磁性MnBi/Bi、磁/阻材料InSb-NiSb、半导体效应SnSe/SnSe2。（6）镍基、铁基高温(gāowēn)合金表6-4高温金属基复合材料用基体合金的成分(chéngfèn)及性能(7)金属(jīnshǔ)的性能金属典型的工程应力—应变(yìngbiàn)曲线结构复合材料(fùhécáiliào)的金属基体功能复合材料(fùhécáiliào)的金属基体功能(gōngnéng)复合材料的金属基体功能复合材料的金属(jīnshǔ)基体金属(jīnshǔ)的晶体结构和晶体缺陷（TheCrystalStructureandtheCrystalDefectsofMetal）空间点阵：为了研究晶体结构的方便，把构成晶体的实际质点（原子、离子或分子）抽象成纯粹(chúncuì)的几何点，这些点在空间呈周期性规则排列并具有相同的周围环境，该模型称空间点阵。晶胞：空间点阵可看成是由一系列称作晶胞的平行六面体组成。晶胞是组成晶体的最小单元。点阵参数：晶胞具有6个几何参数：即平行六面体中交于一点的三个棱边（a、b、c）及棱间夹角（、、）。晶系：按照6个点阵参数(cānshù)的不同，可把全部空间点阵