喜歡吃巧克力的朋友，一定都忘不了好評(píng)如潮的費(fèi)列羅巧克力吧。脆脆的外衣加上里面柔軟濃滑的巧克力心，帶來(lái)甜而不膩、入口即化的多重口感享受。當(dāng)然，作為半資深吃貨的小編跟大家說(shuō)這個(gè)并不是為了吊饞蟲拉仇恨，而是想說(shuō)為什么這好好吃呢？其實(shí)，這離不開費(fèi)列羅采用的多層用料“復(fù)合”方式，在外層牛奶巧克力和內(nèi)層軟巧克力的基礎(chǔ)上，混合了碎榛子和威化來(lái)“增強(qiáng)”其口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，這和今天小編想講的金屬基復(fù)合材料異曲同工哇。那么各位資深吃貨以及在路上的朋友，今天就跟小編一起來(lái)了解一下新型復(fù)合材料中的“費(fèi)列羅”——金屬基復(fù)合材料。

    1.什么是金屬基復(fù)合材料

    金屬基復(fù)合材料（Metal Matrix Composite，以下簡(jiǎn)稱MMC）是以金屬或合金為基體，以金屬或非金屬線、絲、纖維、晶須或顆粒為增強(qiáng)相的非均質(zhì)混合物，其共同點(diǎn)是具有連續(xù)的金屬基體。

    MMC的本質(zhì)在于把基體優(yōu)越的塑性與成形性和強(qiáng)話題的承載能力與剛性相結(jié)合，把基體良好的熱傳導(dǎo)性和強(qiáng)化體的低熱膨脹系數(shù)結(jié)合起來(lái)，好比是孩子繼承了父母雙方基因的長(zhǎng)處，因此不可謂不優(yōu)秀。

    2.MMC的發(fā)展史

    MMC的最早可追溯到古文明時(shí)期。在土耳其發(fā)現(xiàn)的公元前7000年的銅錐子，它經(jīng)過反復(fù)拓平與捶打而制成。無(wú)心插柳柳成蔭，在這個(gè)過程中，其中的非金屬夾雜物被拉長(zhǎng)，從而產(chǎn)生類似纖維增強(qiáng)的效果，成為MMC的雛形。

    公元前7000年的土耳其銅錐子

    MMC真正的起步時(shí)在20世紀(jì)50年代末，當(dāng)時(shí)美國(guó)航空宇航局（NASA）成功制備出鎢絲增強(qiáng)的銅基復(fù)合材料，這也成為MMC研究和開發(fā)的標(biāo)志性起點(diǎn)。

    20世紀(jì)80年代，MMC進(jìn)入迅速發(fā)展階段，人們開始注重顆粒、晶須和短纖維增強(qiáng)MMC的研究，同時(shí)在汽車、體育用品等領(lǐng)域MMC得到了廣泛應(yīng)用，例如日本豐田公司首次將陶瓷纖維-鋁MMC應(yīng)用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞。

  豐田汽車發(fā)動(dòng)機(jī)

    90年代初期，盡管MMC的制造成本高昂，但在航空航天領(lǐng)域，推進(jìn)系統(tǒng)中的應(yīng)用仍舊十分廣泛；同時(shí)研制工作溫度更高、比剛度和比強(qiáng)度更大的MMC成為熱點(diǎn)之一。90年代后期，由于電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展，MMC在各電子產(chǎn)品上也得到了廣泛的應(yīng)用，之后功能和納米MMC也開始發(fā)展起來(lái)。

    納米MMC

    3.MMC的特點(diǎn)與分類

    MMC相對(duì)于傳統(tǒng)的金屬材料來(lái)說(shuō)，具有較高的比強(qiáng)度和比剛度；與樹脂基復(fù)合材料相比，它又具有優(yōu)良的導(dǎo)電性與耐熱性；與陶瓷基材料相比，它又有高韌性和高沖擊性能。

    但MMC也有它的缺點(diǎn)，例如生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)要求較高，生產(chǎn)成本相對(duì)高昂，因此近年來(lái)低成本和簡(jiǎn)單制造工藝也成為MMC的熱點(diǎn)方向之一。

    對(duì)于MMC的分類，可以根據(jù)金屬基體分類，例如鋁基復(fù)合材料、鎂基復(fù)合材料、鈦基復(fù)合材料等；

    也可以根據(jù)增強(qiáng)體分類，一共分成顆粒增強(qiáng)MMC、短纖維/晶須增強(qiáng)MMC、長(zhǎng)纖維增強(qiáng)MMC和層狀MMC等；

    當(dāng)然，也有人習(xí)慣按用途分類，可以分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料（強(qiáng)調(diào)高比強(qiáng)度和高比模量等）、功能復(fù)合材料（強(qiáng)調(diào)高導(dǎo)熱導(dǎo)電性、低膨脹耐磨性等）和智能復(fù)合材料（強(qiáng)調(diào)自監(jiān)測(cè)、自修復(fù)等）。

    4.MMC的生產(chǎn)工藝

    MMC的制備方法，按照大類可以分為固態(tài)制造工藝、液態(tài)制造工藝和其他制造工藝。

    固態(tài)法是在制造MMC的過程中始終保持基體基本上處于固態(tài)。由于固態(tài)法的制造溫度相對(duì)于其他兩類制備方法較低，所以金屬基體與增強(qiáng)體之間的界面反應(yīng)不嚴(yán)重。固態(tài)法包括：粉末冶金法、固態(tài)熱壓法、熱等靜壓法、軋制法、熱擠壓法、熱拉拔法和爆炸焊接法等。

  粉末冶金法

     熱等靜壓法

   爆炸焊接法

    液態(tài)法是一種金屬基體處于熔融狀態(tài)下與固態(tài)的增強(qiáng)體復(fù)合的制造方法。可以采用加壓浸滲、增強(qiáng)體表面（涂覆）處理、基體中添加適當(dāng)合金元素等輔助措施。液態(tài)法的制造溫度較高，在制造過程中，需嚴(yán)格控制浸漬溫度、液態(tài)基體與固態(tài)增強(qiáng)體的接觸時(shí)間等工藝參數(shù)。液態(tài)法包括：真空壓力浸漬法、擠壓鑄造法、攪拌鑄造法、液態(tài)金屬浸漬法、共噴沉積法、熱噴涂法等。

   擠壓鑄造法

    共噴沉積法

    熱噴涂法

    其他制造工藝包括：原位自生成、物理氣相沉積、化學(xué)鍍、電鍍、復(fù)合鍍、自蔓延等。

    
    5.MMC與航空制造

    鋁基MMC

    首先要提的是鋁基MMC，它是在MMC中應(yīng)用最廣泛的一種。由于鋁合金基體為面心立方結(jié)構(gòu)，因此具有良好的塑性和韌性，再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，為其在工程上應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。在制造鋁基MMC時(shí)通常并不是使用純鋁而是鋁合金，這是因?yàn)殇X合金具有更好的綜合性能。

    空客A-380玻璃纖維增強(qiáng)鋁基MMC壁板

    荷蘭發(fā)明家羅布伊克發(fā)明了一種新型材料——增強(qiáng)型鋁基MMC，用于制造飛機(jī)機(jī)翼，將安全和輕巧完美統(tǒng)一，能夠有效降低飛機(jī)的自重，減少飛機(jī)耗油量和二氧化碳排放量；加之其低成本特性，增強(qiáng)型鋁基MMC成為生產(chǎn)“綠色飛機(jī)”的不二材料。

     F16戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)翼應(yīng)用鋁基MMC

    鈦基MMC

    鈦比任何其他的結(jié)構(gòu)材料都具有更高的比強(qiáng)度。此外，鈦在中溫時(shí)比鋁合金能更好地保持其強(qiáng)度。鈦基MMC中常用的增強(qiáng)體是硼纖維，因?yàn)殁伵c硼的熱膨脹系數(shù)比較接近使得它們可以良好熔合，且硼纖維增強(qiáng)鈦MMC表現(xiàn)出更好的剛度性能。

    對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，硼纖維增強(qiáng)鈦MMC比鋁基MMC顯示出了更大的優(yōu)越性。一般鈦基MMC用于高負(fù)荷支承用途，例如飛機(jī)相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)和高壓縮柴油機(jī)部件等。

 鈦基MMC高壓縮柴油機(jī)

    鎂基MMC

    鎂基MMC通常以陶瓷顆粒、纖維或晶須作為增強(qiáng)體，這樣的復(fù)合材料能夠集超輕、高比剛度、高比強(qiáng)度于一體，比起鋁基MMC來(lái)說(shuō)更將輕量化，也成為航空制造領(lǐng)域的優(yōu)選材料。

    SiC增強(qiáng)鎂基MMC螺旋槳

    美國(guó)紐約大學(xué)理工學(xué)院和深泉技術(shù)公司組成的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種碳化硅空心粒子增強(qiáng)的鎂基MMC，是首個(gè)輕量級(jí)的MMC泡沫材料。該種材料密度僅有0.92g/cm3，其密度不僅低于水，而且耐腐蝕。利用這種材料生產(chǎn)飛機(jī)，未來(lái)飛機(jī)再也不會(huì)沉海。

     鎂基MMC泡沫輕質(zhì)材料

    鎳基MMC

    鎳基MMC以鎳及鎳合金為基體進(jìn)行制造。由于鎳的高溫性能優(yōu)良，因此這種復(fù)合材料主要是用于制作高溫工作下的零部件。

    鎳基MMC廣泛應(yīng)用于航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和各種燃?xì)廨啓C(jī)的熱端部件，例如工作葉片、導(dǎo)向葉片、渦輪盤和燃燒室等。

  燃汽輪機(jī)葉片