铝的基本特点：熔点660℃ ，密度 2.7g/cm3
具有面心立方结构．所以其塑性优异，适 合各种形式的冷、热加工 导电、导热性能好，约为铜的60％左右 化学活性高，在大气中铝表面与氧形成一 层薄而又致密的氧化铝膜，防止铝继续氧 化 强度低
1.颗粒增强铝基复合材料
颗粒（晶须）增强铝基复合材料的制备 方法可用固态法也可用液态法。
2）界面的形成及机制，界面产物的控制及界面设计； 3）增强剂在基体中的均匀分布： 在选择制备方法时，应选择那些使得增强剂更均匀、均质排 布（分布）的方法。在这方面，液态法与固态法相比较差。 4）制备工艺方法及参数的选择和优化； 5）制备成本的控制和降低，工业化应用的前景。
金属基复合材料制备工艺的分类：
金属基复合材料制备工艺的分类： 1）固态法：真空热压扩散结合、超塑性 成型 / 扩散结合、模压、热等静压、粉末 冶金法。 2）液态法：液态浸渗、真空压铸、反压 铸造、半固态铸造。 3）喷射成型法：等离子喷涂成型、喷射 成型。 4）原位生长法。
固态法 主要为扩散结合和粉末治金两种方法。
扩散结合(Diffusion Bonding)
在制造铝基复合材料时，通常并不是使用纯铝而是用 各种铝合金。这主要是由于与纯铝相比，铝合金具有更好 的综合性能。至于选择何种铝合金做基体，则根据实际中 对复合材料的性能需要来决定。
在制造铝基复合材料时，通常并不是使 用纯铝而是用各种铝合金。
这主要是由于与纯铝相比，铝合金具有 更好的综合性能。至于选择何种铝合金做 基体，则根据实际中对复合材料的性能需 要来决定。
典型金属基复合材料性能与应用
5.2 金属基复合材料的制造工艺
1 金属基复合材料制备工艺概述 1 - 1 金属基复合材料制备工艺的研究内容以及选择原则：
1）基体与增强剂的选择，基体与增强剂的结合： 增强剂与基体之间应具有良好的物理相容性和化学相容性。 另外，如果在复合材料中使用高强度的纤维，就必须寻找具 有高断裂功的基体材料。在这方面，固态法制备方法更好一 些，因铸造合金一般具有较低的断裂韧性。
是一种制造连续纤维增强金属基复合材料的传 统工艺方法。早期研究与开发的硼纤维增强铝或 钛基复合材料和钨丝增强镍基高温合金等都是采 用扩散结合方式制备的。
扩散结合工艺是传统金属材料一种固态焊接技 术。在一定的温度和压力下，把新鲜清洁表面的 相同或不相同的金属原子，通过互相扩散而连接 在一起。
粉末冶金(Powder Metallurgy)
喷射成型法
喷射成型法是由金属材料表面强化处理方法衍 生而来。
喷射成型(Spray Depostion)主要原理是以等 离子体或电弧加热金属粉末或金属线、丝，甚至 增强材料的粉末，通过喷涂气体喷涂沉积到沉积 基板上。喷射成型主要应用于纤维增强金属基复 合材料的预制层的制备，也可以获得复合层状复 合材料的坯料，所形成的复合层状金属基复合材 料往往还需要采用热压来提高增强材树与基体的 结合。
金属基复合材料
化学工程学院
材料化学071 050713115
5.1 金属基复合材料的种类和性能
1 金属基复合材料的分类 1 - 1 按增强体类型分类：
— 颗粒增强复合材料 — 层状复合材料 — 纤维增强复合材料 1 - 2 按基体类型分类： — 铝基复合材料 — 镁基复合材料 — 钛基复合材料 — 镍基复合材料 1 - 3 按用途分类 — 结构复合材料 — 功能复合材料
既可适用于连续、长纤维增强．又可用于短纤 维、颗粒或晶须增强的金属基复合材料。
短纤维、颗粒或晶须增强金属基复合材料的粉 末冶金工艺主要分为二部分，首先将增强材料(短 纤维、颗粒或晶须)与金属粉末混合均匀，大多是 采用机械混合方式；然后进行封装、除气或采用 冷等静压（CIP），再进行热等静压或热压烧结法 提高复合材料致密性。
目前开发的原位生长法主要有共晶合金定向凝固法、 直接金属氧化法(DIM()XTM)和反应生成法(XDTM)、械合 金化（MA)等。
5.3 铝基复合材料
这是在金属基复合材料中应用得最广的一种。由于铝 的基体为面心立方结构，因此具有良好的塑性和韧性，再 加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点， 为其在工程上应用创造了有利的条件。
2 金属基复合材料的性能特征
1 高比强度、比模量 2 导热、导电性能 3 热膨胀系数小、尺度稳定性好 4 良好的高温性能 5 良好的耐磨性 6 良好的断裂韧性和抗疲劳功能 7 不吸潮、不老化、气密性好
总之，金属基复合 材料具有高比强度、 比模量，良好的导热、 导电性、耐磨性、高 温性能，较低的热膨 胀系数，高的尺度稳 定性等优点，它在航 空、航天、电子、汽 车、轮船、先进武器 等方面均具有广泛的 应用前景。
原位生长法
在金属基复合材料制备过程中，增强材料与金属基体 之间的相容性，即增强材料与金属基的润湿性，往往影响 到金属基复合材料在高温制备和高温应用中的性能和性能 稳定性。如果增强材料(纤维、颗粒或晶须)能从金属基体 中直接(即原位)生成，则相容性问题就会得到较好的解决。 因为原位生成的增强相与金属基体界面结合良好，生成相 的热力学稳定性好，也不存在基体与增强相之间的润湿和 界面反应等问题。这就是原位生长法。
液态法
是目前制备颗粒、晶须和短纤维增强金属基复 合材料的主要工艺方法。
与固态法相比、液态法的工艺及设备相对简便 易行，和传统金属材料的成型工艺，如铸造，压 铸等方法非常相似、制备成本较低、因此液态法 得到较快的发展。
液态法亦可称为熔铸法，持点是金属基体在制 备复合材料时均处于液态，包括压铸，半固态复 合铸造、液态渗透以及搅拌法和无压渗透法等。
固态法：粉末冶金法制备SiC颗粒火和 晶须增强铝基复合材料、挤压法制备SiC和 Al2O3颗粒增强复合材料。 S法 基iO和复2液搅合颗态材拌粒法料法增：。制强挤S基iC压复、铸合A造材l2法料O3制，、BS真CiC空4、颗压粒A力l2增O浸强3渍、铝
SiC晶须增强基复合材料
SiC颗粒增强铝基复合材料具有良 好的力学性能和耐磨性能。随着SiC含 量的增加，其热膨胀系数降低，并低 于基体，韧性也低于基体，由于SiC 得硬度很高，使其耐磨性也相应大大 提高。