粉末冶金鋁基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀
鋁基復(fù)合材料是發(fā)展最快的金屬基復(fù)合材料,而且已成為金屬基復(fù)合材料的發(fā)展和研究工作的主流。鋁基復(fù)合材料具有很大的應(yīng)用潛力, 并且已有部分鋁基復(fù)合材料成功地進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)階段。
在粉末冶金鋁基復(fù)合材料研究中使用最多的增強(qiáng)體是SiC 和Al2O3 , 尤其是以SiC 顆粒為增強(qiáng)體的鋁基復(fù)合材料 。SiC 顆粒起到阻止基體塑性變形, 提高耐磨抗力的作用; 熱壓有利于提高SiC 增強(qiáng)相顆粒與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度; 武濤等研究了Al2 O3顆粒增強(qiáng)5052 鋁基復(fù)合材料, 發(fā)現(xiàn)模內(nèi)熱壓燒結(jié)+ 熱擠壓能夠獲得具有更高強(qiáng)度的材料。T jio ng 等對(duì)T iB2 / Al..4Cu 復(fù)合材料耐磨性的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), T iB2 的加入提高了A l..4Cu 基體的二維磨料磨損抗力, 復(fù)合材料抗磨料磨損性能隨TiB2含量的增加而提高。T. Imai 等研究了鈦酸鉀晶須增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料, 結(jié)果表明復(fù)合材料的常溫和高溫抗拉強(qiáng)度均高于基體, 其線[ 膨] 脹系數(shù)比基體低得多。王慶平等研究了粉煤灰/ 鋁基復(fù)合材料, 粉煤灰廢棄的副產(chǎn)品, 作為復(fù)合材料的增強(qiáng)相, 越來越受到關(guān)注。
從20 世紀(jì)80 年代初開始, 國(guó)外投入大量財(cái)力致力于顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究, 解決了增強(qiáng)體顆粒在基體中的分布均勻性和基體與增強(qiáng)體之間界面結(jié)合兩大技術(shù)難題, 并系統(tǒng)地研究了顆粒分布均勻性、界面結(jié)構(gòu)及性能等一系列問題, 材料性能水平和性能穩(wěn)定性很快達(dá)到了工業(yè)應(yīng)用水平, 并逐步研究開發(fā)出了結(jié)構(gòu)級(jí)、儀表級(jí)和光學(xué)級(jí)復(fù)合材料。如英國(guó)Osprey 公司在90 年代初, 粉末冶金法的生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到了20 t 的水平。粉末冶金鋁基復(fù)合材料具有一系列優(yōu)異的力學(xué)性能和物理性能, 因此應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛, 如航天航空、軍事、汽車、電子、體育等領(lǐng)域。而且在20 世紀(jì)80 年代就已開始在航空航天工程中成功應(yīng)用。如在美國(guó)國(guó)防部.. T ilt le III"項(xiàng)目支持下, DWA 復(fù)合材料公司與洛克希德.. 馬丁公司及空軍合作, 將粉末冶金法制備的碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基( 6092A l) 復(fù)合材料用于F..16 戰(zhàn)斗機(jī)的腹鰭, 代替了原有的2214鋁合金蒙皮, 剛度提高50% , 壽命由原來的數(shù)百小時(shí)提高到設(shè)計(jì)全壽命約為8 000 h, 壽命提高幅度達(dá)17倍。
在粉末冶金鋁基復(fù)合材料研究中使用最多的增強(qiáng)體是SiC 和Al2O3 , 尤其是以SiC 顆粒為增強(qiáng)體的鋁基復(fù)合材料 。SiC 顆粒起到阻止基體塑性變形, 提高耐磨抗力的作用; 熱壓有利于提高SiC 增強(qiáng)相顆粒與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度; 武濤等研究了Al2 O3顆粒增強(qiáng)5052 鋁基復(fù)合材料, 發(fā)現(xiàn)模內(nèi)熱壓燒結(jié)+ 熱擠壓能夠獲得具有更高強(qiáng)度的材料。T jio ng 等對(duì)T iB2 / Al..4Cu 復(fù)合材料耐磨性的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), T iB2 的加入提高了A l..4Cu 基體的二維磨料磨損抗力, 復(fù)合材料抗磨料磨損性能隨TiB2含量的增加而提高。T. Imai 等研究了鈦酸鉀晶須增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料, 結(jié)果表明復(fù)合材料的常溫和高溫抗拉強(qiáng)度均高于基體, 其線[ 膨] 脹系數(shù)比基體低得多。王慶平等研究了粉煤灰/ 鋁基復(fù)合材料, 粉煤灰廢棄的副產(chǎn)品, 作為復(fù)合材料的增強(qiáng)相, 越來越受到關(guān)注。
從20 世紀(jì)80 年代初開始, 國(guó)外投入大量財(cái)力致力于顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究, 解決了增強(qiáng)體顆粒在基體中的分布均勻性和基體與增強(qiáng)體之間界面結(jié)合兩大技術(shù)難題, 并系統(tǒng)地研究了顆粒分布均勻性、界面結(jié)構(gòu)及性能等一系列問題, 材料性能水平和性能穩(wěn)定性很快達(dá)到了工業(yè)應(yīng)用水平, 并逐步研究開發(fā)出了結(jié)構(gòu)級(jí)、儀表級(jí)和光學(xué)級(jí)復(fù)合材料。如英國(guó)Osprey 公司在90 年代初, 粉末冶金法的生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到了20 t 的水平。粉末冶金鋁基復(fù)合材料具有一系列優(yōu)異的力學(xué)性能和物理性能, 因此應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛, 如航天航空、軍事、汽車、電子、體育等領(lǐng)域。而且在20 世紀(jì)80 年代就已開始在航空航天工程中成功應(yīng)用。如在美國(guó)國(guó)防部.. T ilt le III"項(xiàng)目支持下, DWA 復(fù)合材料公司與洛克希德.. 馬丁公司及空軍合作, 將粉末冶金法制備的碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基( 6092A l) 復(fù)合材料用于F..16 戰(zhàn)斗機(jī)的腹鰭, 代替了原有的2214鋁合金蒙皮, 剛度提高50% , 壽命由原來的數(shù)百小時(shí)提高到設(shè)計(jì)全壽命約為8 000 h, 壽命提高幅度達(dá)17倍。
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