理论教育 颗粒增强金属复合材料的特性探究

颗粒增强金属复合材料的特性探究

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:在颗粒增强金属基复合材料制备过程中颗粒增强相可以由外部加入或经化学反应产生。表7.4列举了常用颗粒增强相的主要特性。根据所加入增强相的性能可以对复合材料的特性进行调节,如增加弹性模量、改善拉伸强度(σb)、改善高温蠕变性能、增加耐磨性或调节热膨胀系数(α)。这一点是保证复合材料具有良好性能的关键之一。图7.1SiC/Al复合材料的比模量—温度关系曲线图7.2不同基体复合材料的室温拉伸强度

颗粒增强金属复合材料的特性探究

在颗粒增强金属基复合材料制备过程中颗粒增强相可以由外部加入或经化学反应产生。通常选择具有高模量、高强度、抗磨及良好高温性能,并在物理、化学上能和基体适当匹配的材料作为颗粒增强相。SiC、Al2O3、TiC、TiB2石墨等非金属颗粒是常用的增强相,有时也用金属颗粒作为增强相。颗粒增强相可具有球状、多角状、片状等不同形态。表7.4列举了常用颗粒增强相的主要特性。根据所加入增强相的性能可以对复合材料的特性进行调节,如增加弹性模量(E)、改善拉伸强度(σb)、改善高温蠕变性能、增加耐磨性或调节热膨胀系数(α)。必须采取适当的工艺措施使颗粒在基体内分布均匀,减少颗粒间的相互接触和团聚,以改善材料受载时内部的应力分布。这一点是保证复合材料具有良好性能的关键之一。为达到此目的,世界各国相继开发了多种新技术。为进一步提高复合材料的综合性能,开发了新的复合材料设计概念,其中之一是建议采用混合型增强相,即在基体内同时加入各种起不同作用的多种增强相。

表7.4 增强颗粒的主要特性

一些复合材料的性能及其对比如图7.1、7.2所示。(www.daowen.com)

图7.1 SiC(P)/Al复合材料的比模量—温度关系曲线

图7.2 不同基体复合材料的室温拉伸强度

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