第二节 金属基复合材料(MMC)成形工艺
一、固态法
1.扩散黏结法(Diffusion Bonding) 如图9-2所示，扩散黏结是一种在较长时间、
较高温度和压力下，通过固态焊接工艺，使同类 或不同类金属在高温下互扩散而黏结在一起的工 艺方法。
2.形变法(Plastic Forming) 形变法就是利用金属具有塑性成型的工艺特点
圆，轻巧又便宜的蒲扇。 蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨 越了半 个世纪 ，
也走过了我们的半个人生的轨迹，携 带着特 有的念 想，一 年年， 一天天 ，流向 长
长的时间隧道，袅
复合材料的成型工艺
第一节 复合材料简述
第一节 复合材料简述
一、复合材料基本概念
复合材料的最大优点，就是它的性能比其组成材 料要好得多。一方面它可以改善组成材料的弱点，充 分发挥其性能优势，例如玻璃和树脂的韧性和强度都 不高，但用它们制成的复合材料--玻璃钢的比强度、 比刚度和韧性却很高；另一方面可以根据结构和受力 要求制成预定的性能分布，对材料进行优化设计。图 9-1为复合材料结构示意图。
第一节 复合材料简述
1.复合材料的分类
(1)按材料的作用分类 结构复合材料和功能复合材料 。
(2)按基体材料分类 树脂基复合材料(resin matrix composites-
RMC) 、 金 属 基 复 合 材 料 (metallic matrix composites -MMC)、陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites-CMC)、水泥基复合材料和 碳/碳复合材料等 。 (3)按增强材料的性质和形态分类
是那么凉快，那么的温馨幸福，有母 亲的味 道！
蒲扇是中国传统工艺品，在
我国已有三千年多年的历史。取材于 棕榈树 ，制作 简单， 方便携 带，且 蒲扇的 表
面光滑，因而，古人常会在上面作画 。古有 棕扇、 葵扇、 蒲扇、 蕉扇诸 名，实 即
今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六 七十年 代，人 们最常 用的就 是这种 ，似圆 非
下，或站着，或随即坐在石头上，手 持那把 扇子， 边唠嗑 边乘凉 。孩子 们却在 周
围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听 到“强 子，别 跑了， 快来我 给你扇 扇”。 孩
子们才不听这一套，跑个没完，直到 累气喘 吁吁， 这才一 跑一踮 地围过 了，这 时
母亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇，
3）基体能够很好地保护纤维表面，不产生表面 损伤、不产生裂纹。
第一节 复合材料简述
(2)增强材料是承载的主要部分，因而纤维必须具 有很高的强度和刚度。
(3)增强材料与基体有好的结合强度。 (4)在复合材料中纤维必须具有适当的含量、直径
和分布。 (5) 纤维和基体应有相近的热膨胀系数。
第一节 复合材料简述
第一节 复合材料简述
2.复合原则(Rule of Mixtures)
以纤维增强复合材料为例，说明复合材料的复 合原则。 (1)复合材料中基体起粘结作用，因而基体必须具 备如下特点：
1）对纤维具有好的润湿性，从而使基体与增强 材料间具有较强的结合力，使分离的纤维粘为一 个整体，保证纤维的合理分布。
2）基体应具有较好的塑性和韧性，能够延缓裂 纹的扩展。
层叠复合材料、细粒复合材料、连续纤维复合 材料、短切纤维复合材料、碎片增强复合材料和骨 架复合材料等。
第一节 复合材料简述
2.复合材料的特点
(1)比强度和比刚度高 (2)抗疲劳性好 (3)高温性能好 (4)减振性能好 (5)断裂安全性高 (6)可设计性好
第一节 复合材料简述
二、复合材料用原料
1.增强材料
进入夏天，少不了一个热字当头，电扇 空调陆 续登场 ，每逢 此时， 总会想 起
那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村 ，夏季 经常用 的一件 物品。
记忆中的故
乡，每逢进入夏天，集市上最常见的 便是蒲 扇、凉 席，不 论男女 老少， 个个手 持
一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着 “怎么 这么热 ”，于 是三五 成群， 聚在大 树
3. 夹 层 结 构 材 料 (Sandwich Structure Material)
夹层结构一般由两层簿的高强度板和中间夹着一层厚 而轻的芯结来自构成。第一节 复合材料简述
三、复合材料的增强机制和复合原则
1. 增 强 原 理 (The Principle of Reinforcement)
复合材料的复合不是由基体和增强两种材料简单的 组合而成，而是两种材料发生相互的物理、化学、力 学等作用的复杂组合过程。
，通过热轧、热拉、热挤压等加工手段，使已复 合好的颗粒、晶须、短纤维增强金属基复合材料 进一步加工成板材。
3.粉末冶金法(Powder Metallurgy Method) 如图9-3所示，粉末冶金法是一种用于制备与
第二节 金属基复合材料(MMC)成形工艺
第二节 金属基复合材料(MMC) 成形工艺
(1)固态法 固态法是指基体处于固态下制造金属 基复合材料的方法。
(2)液态法 液态法是指基体处于熔融状态下制造 金属基复合材料的方法。
(3)其他制造方法 主要包括原位自生成法、物理 气相沉积法、化学气相沉积法、化学镀和电镀法、复 合镀法等。
四 、 复 合 材 料 的 失 效 (Failure of Composite)
复合材料的失效一般是指其疲劳破坏过程。
1.制造加工损伤
此种损伤产生初始缺陷。，它包括：纤维铺设不 均，扭结、死扣等，树脂不均；纤维切断、错排； 固化不足；有孔隙、气泡；材质污染等。
2.使用引起的损伤
此种损伤导致缺陷发展。它包括：树脂裂纹或老 化；分层；纤维断裂；振动较大导致的纤维断裂； 温度变化较大；机加工产生内应力；碰撞等。
(1)碳纤维(Carbon Fiber) (2)硼纤维(Boron Filament) (3)芳纶(Aramid Ring) (4)玻璃纤维(Glass Fiber) (5)碳化硅纤维(Silicon Carbide Fiber) (６)晶须(Whisker)
2.基体材料
(1)热固性树脂(Thermosetting Resin) (2)热塑性树脂(Thermoplastic Resin)