• 2025-12-28 10:48

高性能复合材料国内外发展概况(二)

2 金属基复合材料 金属基复合材料主要是随航空航天工业上高强度、低密度的要求而出现的,因此被广泛研究和应用的金属基复合材料是以Al, Mg等轻金属为基体的复合材料。20世纪60年代,以钛和硼纤维连续增强的金属基复合材料如雨后春笋般发展起来。由于连续纤维增强复合材料价格昂贵和生产制造工艺复杂,70年代该材料的研究有所滑坡。随着涡轮发动机中高温部件对于耐高温材料的不断需求,又触发了对金属基复合材料特别是钛基材料研究的复苏。 非连续增强复合材料在80年代得到迅速发展,研究重点集中在以碳化硅或氧化铝粒子、短纤维增强铝基复合材料。这类材料无论墓体和增强体承受载荷的比例都介于弥散强化和连续纤维强化这两种极端情况之间,它具有优良的横向性能、低消耗和优良的可加工性,与未强化合金相比,性能也有大幅度地提高。所有这些因素使这类材料已成为在许多应用领域里具商业吸引力的材料。 金属基复合材料在航空和宇航方面的应用主要包括代替轻但有毒的铍。例如,在美国的三叉戟导弹中用SiCp/Al复合材料取代了铰,碳化硅颗粒/铝基复合材料还在飞机的电子设备中取代碳/环氧。在非航空和宇航方面的应用,短纤维增强金属基复合材料在汽车领域的应用得到普遍关注。例如局部增强内燃机活塞,其顶部是由氧化铝短纤维或氧化铝和二氧化硅短纤维混杂增强铝基复合材料构成。常规的内燃机活塞用A1一Si铸造合金制造,有些则采用在道环槽镶嵌高镍铸铁环。 金属基复合材料在国外已经实现了商品化,而在我国仅有少量批量生产,以汽车零件、机械零件为主,主要是耐磨复合材料如颗粒增强铝基、锌基复合材料、短纤维增强铝基或锌墓复合材料等,年产量仅5000吨左右,与国外差距较大。南京宝色钛业有限公司,用不同有色金属以爆炸焊接复合及爆炸一轧制复合方法生产复合材料制品,是我国生产复合材料制品主要厂家之一,目前市场占有率在40%以上。