復(fù)合材料耐磨性能研究題目：金屬基復(fù)合材料耐磨性能研究院系：材料與化工學院專業(yè)：金屬材料工程班級：學號：姓名：指導教師：2016年12月#金屬基復(fù)合材料耐磨性能研究摘要本文介紹了金屬基復(fù)合材料的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀。介紹了金屬基復(fù)合材料的分類，性能（主要為耐磨性），對于大批量生產(chǎn)的復(fù)合材料來講，研究復(fù)合材料的耐磨性具有重要的使用性和經(jīng)濟性，最后對金屬基復(fù)合材料（MMC）的發(fā)展作出展望。關(guān)鍵詞：金屬基復(fù)合材料；發(fā)展現(xiàn)狀和前景；組織；耐磨性金屬基復(fù)合材料（MMC）,這一術(shù)語包括很廣的成分與結(jié)構(gòu)，共同點是有連續(xù)的金屬基體（包括金屬間化合物基體）?，F(xiàn)代科學技術(shù)對現(xiàn)代新型材料的強韌性，導電、導熱性，耐高溫性，耐磨性等性能都提出了越來越高的要求。與傳統(tǒng)的金屬材料相比，金屬基復(fù)合材料具有較高的比強度與比剛度，耐磨性，而與高分子基復(fù)合材料相比，它又具有優(yōu)良的導電性而耐熱性，與陶瓷材料相比，它又具有較高的韌性和較高的抗沖擊性能。金屬基復(fù)合材料的發(fā)展只有40多年的歷史，還處在一個蓬勃發(fā)展的新階段。從MMC的發(fā)展看，今后它的研究與開發(fā)主要集中在以下幾個方面：（1）不同金屬基體與不同種類與形態(tài)的增強材料的復(fù)合效果；（2）開發(fā)新型增強材料；（3）制備工藝的研究與開發(fā)；（4）界面優(yōu)化的研究；（5）擴大應(yīng)用領(lǐng)域與范圍。這些優(yōu)良的性能決定了它從誕生之日起就成了新材料家庭中的重要一員。它已經(jīng)在一些領(lǐng)域里得到應(yīng)用并且其應(yīng)用領(lǐng)域正在逐步擴大，因此對復(fù)合材料耐磨性的研究具有十分重要的意義。金屬基復(fù)合材料的組成特點：纖維狀增強材料的特點：與同材質(zhì)的塊體材料相比，強度高得多，原因：影響材料強度的主要因素是材料中存在缺陷的形狀、位置、取向和數(shù)目。纖維狀材料具有較高的柔曲性，大的長徑比（l/d）使纖維在復(fù)合材料中比其他形狀的增強體更容易發(fā)揮其固有的強度耐磨性較顆粒增強體較差例如（1）連續(xù)纖維增強CRMMC：基體的主要作用是以充分發(fā)揮增強材料性能為主，基體本身應(yīng)與纖維有良好的相容性和塑性。如：Cf/Al中，純鋁或含有少量合金元素的鋁合金作為基體比高強度鋁合金好得多。且鋁合金強度越高，其MMC的性能越低。（2）用于1000°C以上的高溫MMC金屬基體：用于1000°C以上的基體材料主要是鎳基、鐵基耐熱合金和金屬間化合物，較成熟的是鎳基、鐵基高溫合金。W/Ni合金，可以大幅度提高其高溫性能——高溫持久性能和高溫蠕變性能，一般可提高1-3倍，主要用于高性能發(fā)動機葉片等重要零件。鈮基、金屬間化合物基MMC可用于更高溫度，尚處于研究階段。典型工藝分析基體合金粉末與顆粒、短切纖維和晶須的混合均勻程度及基體粉末防止氧化的問題是整個工藝的關(guān)鍵。例如：室溫下硼纖維的化學穩(wěn)定性好，但表面具有活性，不需要處理就可與樹脂復(fù)合，其復(fù)合材料具有較高的層間剪切強度。硼纖維主要用于聚合物基和鋁基復(fù)合材料。碳化硅纖維具有很高的比強度、比剛度，耐腐蝕、抗熱震、熱膨脹系數(shù)小、熱傳導系數(shù)大等優(yōu)點同時還具有良好的抗氧化和高溫性能，其室溫性能可保持到1200C。其成本下降的潛力很大。適合于制備樹脂、金屬及陶瓷基復(fù)合材料。顆粒增強材料的特點：主要有SiC,TiC,Al2O3等陶瓷顆粒具有高強度、高模量、耐熱、耐磨、耐高溫的陶瓷和石墨等非金屬顆粒，加入到基體材料中起提高耐磨、耐熱、強度、模量和韌性的作用。其成本低，易于批量生產(chǎn)。另外，還有一種顆粒增強體稱為延性顆粒增強體，主要為金屬顆粒，一般是加入到陶瓷基體和玻璃陶瓷基體中起到增韌作用。如A1203中加入Al、Ni,WC中加入Co等，金屬顆粒的加入使材料的韌性顯著提高，耐磨性顯著增強小結(jié)金屬基復(fù)合材料的認識與展望（2）與傳統(tǒng)的金屬材料相比，金屬基復(fù)合材料具有較高的比強度與比剛度，耐磨性，尤其以鋁基復(fù)合材料，鎂基復(fù)合材料，廣泛的應(yīng)用在航空航天，汽車領(lǐng)域，鋁基復(fù)合材料,因為鋁為面心立方結(jié)構(gòu),因此,具有良好的塑性和韌性,Cf/Al中，純鋁或含有少量合金元素的鋁合金作為基體比高強度鋁合金好得多,且鋁合金強度越高，其MMC的耐磨性能越高。以顆粒增強鋁基復(fù)合材料與纖維增強鋁基復(fù)合材料有相比較顆粒增強鋁基復(fù)合材料具有更加優(yōu)異的耐磨性，鋁合金可通過固溶處理，淬火和時效，在固溶處理過程中，使鋁合金中第二相完全融入a相，并通過擴散過程使a固溶體均勻化，使其強度顯著增加，耐磨性增強，例如Al2O3w/Al、SiCp/Al具有良好的耐熱，耐磨，導熱性，因而，廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機如活塞、缸套.總之，金屬基復(fù)合材料有廣泛的應(yīng)用，今后它的研究與開