金屬基復(fù)合材料應(yīng)用問題研究

摘要：金屬基復(fù)合材料作為金屬材料領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，對(duì)于我國(guó)材料行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要，而在技術(shù)不斷完善的今天，金屬基復(fù)合材料更是憑借其良好的性能，逐漸成為諸多領(lǐng)域不可或缺的材料之一?；诖饲?，下文將對(duì)我國(guó)金屬基復(fù)合材料的現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)行分析，望所述內(nèi)容，對(duì)加深相關(guān)從業(yè)人員認(rèn)知，以及推動(dòng)金屬基復(fù)合材料的研發(fā)，有一定幫助。

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料;金屬基;應(yīng)用

引言

金屬基復(fù)合材料與傳統(tǒng)金屬材料在性能上要好很多，從力學(xué)角度而言，其韌性及疲勞等性能要優(yōu)于傳統(tǒng)金屬材料，同時(shí)，還具有導(dǎo)熱、導(dǎo)電、耐磨、不吸濕、不老化和無污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，被很多高端科學(xué)制造領(lǐng)域所青睞，但從目前發(fā)展情況來看，我國(guó)雖然在金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域出現(xiàn)了百花齊放的盛景，但與一些發(fā)達(dá)國(guó)家而言，仍有一定差距，故而，繼續(xù)探究，對(duì)縮短我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家在這一領(lǐng)域差距，具有重要意義。

一、金屬基復(fù)合材料相關(guān)概述

顧名思義，金屬基復(fù)合材料是一種復(fù)合材料，它是以一種或多種金屬為基體，由多種不同材料復(fù)合而成，雖然誕生的時(shí)間較短，但卻被各國(guó)所關(guān)注，尤其是醫(yī)療、軍工、航空航天這類高科技，這些領(lǐng)域?qū)τ诓牧系囊笫挚量蹋煌w的金屬基復(fù)合材料，則可以滿足其需求，但限于技術(shù)等手段的欠缺，金屬基的制造工藝仍較為復(fù)雜，而制造成本也相對(duì)高昂，因此，仍為實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

二、我國(guó)金屬基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀

就目前情況而言，我國(guó)雖然在金屬基復(fù)合材料的整體研究水平方面，還不能與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，但在部分金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域，卻取得了重要研究成果，其中最具代表性的當(dāng)屬鋁基復(fù)合材料，研究人員不僅在鋁基基礎(chǔ)研究方面躋身世界前列，而且已經(jīng)基本掌握了精密鑄造、擠壓成形、超塑成形、攪拌鑄造、真空壓力浸漬等技術(shù)，并在顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料研究出屬于自身的特色，正逐漸將材料推向?qū)嶋H應(yīng)用，與此同時(shí)，我國(guó)也已經(jīng)開展顆粒與纖維增強(qiáng)鋁基、鈦基、鎂基、鐵基、銅基等各類金屬基復(fù)合材料的研發(fā)，并且也取得了一定的成果，相信不遠(yuǎn)的未來，我國(guó)在金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域定然能夠與世界接軌。

三、金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用

金屬基復(fù)合材料雖然出現(xiàn)的時(shí)間較短，但卻憑借其優(yōu)越的性能，逐漸被各大高端科技領(lǐng)域所青睞，如航空航天、汽車、電子等，具體如下：

1、汽車領(lǐng)域

金屬基復(fù)合材料用于汽車工業(yè)主要是顆粒增強(qiáng)和短纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料、鎂基復(fù)合材料。目前，鋁基復(fù)合材料通常采用鋁硅合金。常用的填充增強(qiáng)劑有陶瓷纖維、晶須和微粒等。與常用汽車材料鋁合金相比，鋁基復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高和彈性模量高、耐熱性和耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)，是汽車輕量化的理想材料，已經(jīng)在活塞及活塞環(huán)、缸套、連桿、汽車制動(dòng)盤、制動(dòng)鼓及剎車盤、保持架、驅(qū)動(dòng)軸、傳動(dòng)軸、軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)零件上得到應(yīng)用。

目前，由低密度金屬和增強(qiáng)陶瓷纖維組成的高性能鋁活塞已有所應(yīng)用。國(guó)外推出了氧化鋁纖維增強(qiáng)活塞頂?shù)匿X活塞、氧化鋁增強(qiáng)的鎂合金制造的活塞、氧化鋁纖維及不銹鋼纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料連桿等，進(jìn)一步擴(kuò)大了復(fù)合材料在活塞上的應(yīng)用。鋁基復(fù)合材料也被用于剎車輪，其特點(diǎn)是可使質(zhì)量減輕30%～60%，而且導(dǎo)熱性好。如某國(guó)外汽車公司已研制出用碳化硅粒子增強(qiáng)的鋁-10%硅-鎂基復(fù)合材料制成的剎車輪，而我國(guó)上汽集團(tuán)已經(jīng)和有關(guān)高校合作，進(jìn)行鋁基復(fù)合材料汽車制動(dòng)盤的研制，將用于上汽集團(tuán)獨(dú)立開發(fā)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轎車剎車系統(tǒng)。

2、工業(yè)領(lǐng)域

金屬基材料不僅在汽車領(lǐng)域有著一定的應(yīng)用，同時(shí)，在工業(yè)當(dāng)中，其作用也十分明顯。包括硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、電鍍和浸漬金剛石刀具、銅和銀金屬基復(fù)合材料電觸頭、石化行業(yè)的抗腐蝕涂層。如鐵基復(fù)合材料，在低密度、高剛度和高強(qiáng)度的增強(qiáng)體顆粒加入到鋼鐵基體中后，其材料密度降低、且硬度、耐磨性和高溫性能等也提升明顯，因此，被應(yīng)用于切削、軋制、噴丸、沖壓、穿孔、拉拔、模壓成型等方面;再如碳化鈦增強(qiáng)的鐵和鎳合金，具有出色的硬度和良好的耐磨性能，在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，包括切削、軋制、制粒、沖壓、沖孔、金屬熱加工、拉拔、模鍛、鉆孔等;制作的零件包括：鍛錘、沖壓模、罐裝工具、壓紋輥、止回閥、擠壓機(jī)噴嘴、彎曲模、擠壓模、熱鍛模模襯等。故而，可以說金屬基在工業(yè)領(lǐng)域，也得到了廣泛應(yīng)用。

3、航空航天領(lǐng)域

航空航天事業(yè)的發(fā)展，離不開新型材料的支持，由于宇宙中的環(huán)境特殊，因此，普通的金屬材料難以適應(yīng)，而一些合金材料雖然能夠適應(yīng)這種環(huán)境，但若長(zhǎng)時(shí)間處于宇宙復(fù)雜環(huán)境中，其性能等也會(huì)大打折扣，進(jìn)而影響航空器材的使用壽命，而一些新型的金屬基復(fù)合材料，則相較于鋁合金、鈦合金等合金材料，更適于航空航天，這些材料能夠可以更好的滿足高性能設(shè)備構(gòu)件的制造，減輕自重的同時(shí)，提升性能和精度。如人造衛(wèi)星支架、L頻帶平面天線、空間望遠(yuǎn)鏡及照相機(jī)波導(dǎo)和鏡筒、紅外反射鏡、人造衛(wèi)星拋物面天線等，這些尖端設(shè)備部件均可見其身影，由此可見，金屬基材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。

結(jié)束語

綜上所述，金屬基材料憑借自身的優(yōu)勢(shì)，在諸多領(lǐng)域均得到應(yīng)用，而介于當(dāng)前技術(shù)水平限制，雖然在金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域仍處于前期階段，但致力于未來，筆者相信，在相關(guān)人員的不斷努力下，更多性能優(yōu)秀的金屬基材料定然應(yīng)運(yùn)而生，為各項(xiàng)科技領(lǐng)域作出巨大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：余西朋，出生日期：2001年5月28日，性別：男，籍貫：四川省樂山市犍為縣，專業(yè)：材料科學(xué)與工程，學(xué)校：四川輕工化大學(xué)