大家好，我是金屬基復合材料，是多功能復合材料中的一員，隸屬于整個新材料大家族。人們在土耳其的銅錐子中發(fā)現(xiàn)了我的祖先，算下來，我們這一族大概也有9000多年的歷史了。

    9000多年來，我們一直在探索和人類交流的途徑和相處的模式。直到1924年，Schmit關(guān)于鋁/氧化鋁粉末燒結(jié)的研究工作正式打開了我們家族與人類交流與合作的新篇章。自那以后，我們與人類的合作關(guān)系飛速發(fā)展，家族中越來越多的成員參與到人類的建設(shè)和發(fā)展工作中去。

    舉幾個例子：

    我們家族中的鎂基復合材料，因為質(zhì)量較輕，現(xiàn)多任職于對構(gòu)件質(zhì)量有嚴格要求的高技術(shù)領(lǐng)域，比如汽車制造工業(yè)中用于方向盤減震軸、活塞環(huán)、支架、變速箱外殼，通訊電子產(chǎn)品中的飛機、便攜計算機的外殼，SIC晶須增強鎂基材料可用于制作齒輪等；銅基復合材料有良好的導熱性，能夠有效地傳熱散熱，減少構(gòu)件受熱后產(chǎn)生的溫度梯度，現(xiàn)多任職于人類的電力工業(yè)和半導體工業(yè)；而鈦基復合材料有非常好的耐熱性，主要從事飛行器及發(fā)動機的耐熱零部件等方面工作。

▲碳納米管鎂基復合材料

    相對于以上幾種，鋁基復合材料的可塑性高，但是有最高工作溫度不可超過350℃的自然極限，主要在汽車工業(yè)中發(fā)揮作用，例如剎車轉(zhuǎn)子、剎車活塞、剎車墊板等剎車系統(tǒng)原件，日本的日產(chǎn)、本田，及美國的ART公司都成功運用鋁基復合材料制造了汽車連桿。除此之外，也有一些鋁基復合材料在電子和光學儀器、航空航天工業(yè)和軍工業(yè)方面服役，美國和前蘇聯(lián)的航天飛機中機身框架及支柱和起落拉桿等都用硼纖維增強鋁基復合材料制成。

▲鋁基復合材料

    這幾個例子所說的都是輕金屬基復合材料，是金屬基復合材料家族中的一個部分。依據(jù)基體合金種類劃分，金屬基復合材料可分為輕金屬基復合材料、高熔點金屬基復合材料、金屬間化合物基復合材料；依據(jù)增強相形態(tài)的不同劃分，金屬基復合材料可分為連續(xù)纖維增強金屬基復合材料、短纖維增強金屬基復合材料、晶須增強金屬基復合材料、顆粒增強金屬基復合材料、混雜增強金屬基復合材料。

    為什么選擇應用金屬基復合材料呢？

    金屬基復合材料的英文名是Metal?Matrix?Composite，簡稱MMC，是以金屬或合金為基體，并以金屬或非金屬線、絲、纖維、晶須或顆粒等為增強體的復合材料。金屬基復合材料在力學方面的橫向及剪切強度較高，韌性及疲勞等綜合力學性能較好，同時還具有導熱、導電、耐磨、熱膨脹系數(shù)小、阻尼性好、不吸濕、不老化和無污染等優(yōu)點。

▲軍用金屬基復合材料

    與傳統(tǒng)金屬材料相比，金屬基復合材料具有較高的比強度與比剛度；與高分子基復合材料相比，金屬基復合材料具有優(yōu)良的導電性和耐熱性；與陶瓷材料相比，金屬基復合材料具有較高的韌性和較強的抗沖擊性能。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人類對新型材料的強韌性、導熱、導電、耐高溫性、耐磨性等性能都提出了越來越高的要求，單一的金屬或合金已經(jīng)很難滿足其對材料綜合性能的要求，我們金屬基復合材料便受到了世界各國的普遍重視。

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責任編輯：殷鵬飛

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