金属间化合物基叠层复合材料研究进展
金属基复合材料发展和应用前景
金属基复合材料的发展现状与应用前景金属基复合材料( M MCs) 问世至今已有30 余年。
M MCs 的耐温性较高, 力学性能( 特别是刚度) 比一般金属的好, 此外它还具有导电性以及在高真空条件下不释放小分子的特点, 克服了树脂基复合材料在航宇领域中使用时存在的缺点, 因此受到航空航天部门的青睐。
然而, 尽管MM Cs 在航天飞机以及其他一些尖端技术中已经获得应用, 但用量很小, 不足以推动其发展。
近年来虽然努力在民用领域寻找机遇, 但终因成本偏高而缺乏与金属等其他传统材料竞争的优势。
因此发展MM Cs 的出路在于寻找降低成本的措施, 同时也要探索能充分发挥其特色的应用领域。
鉴于复合材料的成型工艺占其成本的60% ~ 70% , 所以研究发展高效、省时、低能耗、设备简单、能实现近似无余量成型的工艺方法是当务之急。
1、金属基复合材料制备技术1.1各种制备方法简评MMCs 通常按增强体的形式分类, 如连续纤维增强、短纤维或晶须增强、颗粒增强以及片层叠合等。
由于连续纤维增强的MM Cs 必须先制成复合丝或复合片等先驱体, 工艺复杂而成本高, 因此除了极少量有特殊要求的零件(如航天飞机的结构梁)采用外,目前尚看不到有扩大应用的可能性。
本文着重叙述的是颗粒、短纤维或晶须等非连续增强体的MM Cs, 其中, 颗粒增强的M MCs 已具备批量生产条件, 有良好的发展前景。
迄今, 已开发出不少非连续增强体MMCs的制备方法,见表1在表 1 列出的各种制备方法中, 搅拌混合法和挤压铸造法比较成熟,已具备批量生产的条件。
对搅拌混合法工艺已完成了大量研究工作,其中包括对增强体进行表面处理,以改善其与基体金属的浸润性;调整基体合金元素以减轻界面反应对MMCs性能的影响;在设备方面则改进了搅拌桨的形式以改善增强体分布的均匀性,此外,研究了增强体的加入机构,为降低气孔率还制作了施加负压的装置;在工艺条件上则研究了搅拌速度和金属熔体温度对混合均匀度和产生气泡的影响。
TiAl金属间化合物的研究进展
αT i A l金属间化合物的研究进展3周怀营 湛永钟(广西大学材料科学研究所,南宁,530004;第一作者42岁,男,教授)摘要 综述了T i A l金属间化合物的研究进展.介绍T i A l合金室温脆性的解决办法,对其制备和加工的新工艺进行分类评述,并从基础理论研究、制备与加工新技术、类单晶T i A l及T i A l 基复合材料的研制等方面指出其今后的研究与开发动向.关键词 T i A l;金属间化合物;室温脆性分类号 T G13213+2许多金属间化合物由于具有比重轻、强度高、高温力学性能和抗氧化性优异等特点,而被认为是一种理想的待开发的航空航天用高温结构材料[1].与其他金属间化合物相比,T i A l系由于铝化合物本身所具有的极高的抗氧化性、较高的比熔点、较低的密度以及钛极高的比熔点,而成为近年来人们研究开发的焦点,目前正在研究开发的主要有T i3A l(Α2),T i A l(Χ)和T i A l3(Σ).室温脆性和难加工成形性是其实用化进程上的主要障碍[2].人们经过对T i3A l合金比较全面系统的研究,可以期望它最先接近实用化;T i A l3则由于室温塑性更差,目前只限于在日本、美国和中国等少数国家进行基础性研究.目前,研究的重点主要集中在T i A l合金上,试图通过合金化及热加工等手段来改善其室温脆性问题.1 T i A l金属间化合物室温脆性问题的解决办法T i A l是典型的Betho llide型化合物,任何温度下均呈有序状态.根据A l含量的高低,T i A l合金可分为Χ单相合金(≥49at%A l)和Χ+Α2双相合金(<49at%A l),而Χ+Α2双相合金按组织形态又可分为4类:(1)全片层组织(FL),由较大的层片块组成;(2)近片层组织(NL),由较大的层片块及较细的Χ+Α2等轴晶组成;(3)近Χ组织(N G),由粗大的Χ等轴晶及较细的Χ+Α2混合组成;(4)双态组织(D up lex),为细小的层片块和细小的Χ+Α2等轴晶的混合组织.由于T i A l晶体为面心四方结构(L10型),晶胞c a比值为1102,晶体对称性低,滑移系少,且共价键成分大,电子云分布不均匀,因此室温时呈脆性.目前用于改善T i A l合金室温脆性的方法可归纳为合金化法和热加工法[3].111 合金化法通过合金化来改善ΧT i A l金属间化合物室温脆性,是近年来T i A l合金研究的一个重要方向.目前发展的T i A l基合金的成分为T i(46～52)at%A l(1～10)at%M,其中M为C r,M n,V,M o,T a 等元素中的一种或几种.合金化法改善T i A l合金室温脆性的基本机制为:(1)细化晶粒,以提高合金的延展性;(2)调控合金显微组织,获得具有较大体积百分量的细小的全片层组织,以均衡提高T i A l合金室温拉伸性能和断裂韧性[4];净化合金,降低氧、氮等间隙式杂质元素的含量.近年来,通过添加C r来改善T i A l金属间化合物室温脆性的研究取得了显著的成果.添加C r后,可取代T i A l中的A l,有助于获得低A l的Χ相;同时降低了Α2相的稳定性,使片层Α2相变成粒状,形成了新生的细小的Χ+Α2晶体,因而可显著细化Χ+Α2两相合金铸态组织.K i m[5]认为,同时加入N b和C r对提高T i A l合金性能最为有效.曹名洲等人[6]的研究表明,在T i A l合金中添加M n后,使Χ相晶格a和c轴都减小,并使c a值接近1.M n促使Χ相中孪晶的形成,提高了T i A l合金的室温塑性.B lackburn等人[7]发现适量的V能有效地提高T i A l合金的塑性,并可降低韧脆转变温度.贺连龙[8]的研究表明,T i A l金1999年12月Journal of Guangx iU n iversity(N at Sci Ed)D ec.1999 α3国家自然科学基金(29771009)和广西自然科学基金(9824017)资助项目收稿日期:19990802属间化合物中加入少量Si 可使其电子云对称化,从而提高室温延性.计算结果表明,Si 比M n 的合金化效果更好.最近,有关T i A l 金属间化合物通过添加稀土元素改善室温脆性的研究也取得了长足的进展.刘昌明等人[9]发现N d 可明显增加铸锭柱状晶的长度和减小柱晶直径,同时细化了铸锭中心区的等轴晶粒.添加011at %N d 后,铸锭的平均晶粒尺寸由1400Λm 减小为450Λm .V asudevan 等人[10]在合金中加入014at %E r 后,发现由于形成E r 2O 3弥散粒子,降低了基体中杂质氧的含量,使塑性得以改善.陈仕奇等人[11]发现添加L a 也具有类似的效果.112 热加工法解决T i A l 室温脆性的另一重要途径是通过控制热加工工艺参数来达到的.这一方法的基本原理可归纳为:(1)获得细晶组织,减少滑移长度、增加非滑移系,从而提高塑性;(2)控制工艺参数,减少成分偏析和晶粒大小不均匀性.显微组织是影响T i A l 合金力学性能的重要因素.双态组织有利于提高合金的室温延性,但其高温抗蠕变强度低;而较粗大的全片层状组织具有优良的抗蠕变能力,但室温延性低.因而,为能在保证T i A l 基合金优良的高温力学性能的前提下解决其室温脆性的问题,细化其粗大全片层结构成为了近年来研究者追求的目标[9].K i m [12]报道了用等温热锻工艺可使T i A l 合金晶粒尺寸减小到500～1000Λm ;而采用复合热机械工艺破碎粗大片层组织,可使晶粒尺寸下降到20～30Λm ,从而获得性能优异的细晶组织,极大地改善了T i A l 合金室温塑性.H all 等人[13]研究发现,通过适当的热机械处理可获得具有层片状T i A l (Χ)+T i 3A l (Α2)组织的双相T i A l 合金,其室温塑性比单相T i A l 合金有明显改善.H ana m ura 等人[14]利用快速凝固技术研究了T i A l 基合金的显微组织.结果表明,在104～105K s 的冷却速度下可获得直径为1～3Λm 的细小晶粒,从而使该工艺成为一种解决T i A l 合金室温脆性的可能途径之一.在此基础上,曹名洲等人[15]采用气体雾化法制备了T i A l 合金的微晶粉末,其快冷态主要由Α2相和少量Χ.经900℃,2h 真空退火后,大部分Α2相转变成Χ相,使原来的组织更加细化.此外,蒲忠杰等[16]在同时加入C r 和V 的情况下,将T i A l 合金经1250℃再结晶处理,并适当控制冷却速度,获得了418%的室温延性.2 金属间化合物制备与加工新工艺目前,T i A l 合金尚未进入实用化阶段,但有关其制备技术的研究早已展开.除熔铸、粉末冶金等常规方法外,人们还根据材料自身的特点开发了许多种新的材料成型加工技术.(1)快速凝固法:该法将快速凝固技术与粉末冶金相结合,采用旋转盘雾化法,等离子旋转电极法或气体雾化法制得预合金粉末,而后装入钛合金包套中,经干燥,抽空和密封,再加热挤压成型[1].该法不但明显增加了B ,Si ,V 等溶质原子在基体中的固溶度极限,获得很好的固溶强化和沉淀强化效果,而且通过细化晶粒及第二相粒子,减少成分偏析,提高了强度和塑性.(2)机械合金化反应烧结:通过高能球磨使元素粉末在室温下通过固态反应生成合金粉末,甚至使互不相容的元素形成假合金.通过球磨,使成分分布均匀,晶粒及弥散颗粒比采用快速凝固法更不易长大,获得具有超塑性能的超细晶粒,有利于T i A l 合金室温脆性的改善.机械合金化处理后,T i A l 合金的室温延展性可达5%[17].(3)自蔓燃反应合成法(SH S ):该法利用物质反应热的自传导作用维持燃烧波的传播,使不同物质间发生化学反应,在极短时间内形成化合物.由于以单一金属粉末为原料,不必将材料全部熔化即可合成化合物,克服了金属间化合物制造上的困难.目前采用该法合成的T i A l 金属间化合物经H IP 可以制出致密的烧结坯,且性能和成本均达到了应用要求.(4)超塑性成形技术:超塑性成形技术是利用材料在一定温度和应变速率范围内表现出的超塑性进行材料成形的,其关键是要具有超细晶粒并选择合适的变形速率和变形温度.T i A l 合金超塑性的发现为解决其成形问题提供了广阔的前景.在5×10-5s -1的应变速率下,T i A l 合金晶粒尺寸可达2Λm ,而最大塑性超过了230%[1].3 研究及开发动向(1)基础理论研究.广泛测定T i A l X 系相图,寻找新的合金元素,确定合金的最优成分与组362第4期周怀营等:T i A l 金属间化合物的研究进展462广西大学学报(自然科学版)第24卷 织,以全面提高T i A l合金的综合性能;深入研究合金的塑性变形机理,掌握T i A l金属间化合物的超塑性变形机制,并寻求其实际应用途径;发展一套关于T i A l合金的系统的成分—组织—性能的理论体系.(2)开发制备与加工的新工艺.开发无污染熔炼、制粉工艺,降低氧、氮等杂质元素的有害作用;研究T i A l合金领域热等静压的条件、方式对压块的影响;确定合理的热处理工艺参数,改善合金微观组织,解决其室温脆性问题;利用冲击波、电、磁等手段解决成形问题.(3)类单晶T i A l合金及T i A l基复合材料的研制.研究类单晶T i A l的变形和断裂特征,利用其良好的塑性和高强度、高断裂韧性,在较短时间内能作为高温结构材料获得实际应用.寻找新的高质、价廉的共容增强颗粒,解决与T i A l基体间的相容性问题;加强T i A l基复合材料的优化设计,开发新的复合材料制备技术,为T i A l合金的广泛应用开拓更广阔的前景.参考文献1 曹 阳,李国俊.金属间化合物高温结构材料的研究动向.材料导报,1994,(4):14～182 N obuk iM,H ash i m o to K,T suji m o to K,et al.D efom ati on of T i A l in ter m etallic compound at elevated te mperatures.J Jpn In st M et,1986,50(9):840～8443 刘志坚,曲选辉,黄伯云.粉末冶金法制备T i A l合金的进展.材料导报,1995,(2):23～284 张继,张志宏,邹敦叙,等.T i A l合金细小全片层组织断裂机理.金属学报,1996,32A(10):1044～10485 K i m Y W.O rdered In ter m etallic A ll oys III.Gamm a T itan ium A lum in ides.JOM,1994,49(7):30～396 曹名洲,韩东,周敬,等.含M n的T i A l基合金的组织和性能.金属学报,1990,26(3):A223～A2277 B lackburn M J,S m ith M P.T itan ium A ll oys of the T i A l T ype.U S Pat,4294615.197907258 贺连龙,叶恒强,徐仁根,等.T i A l-V-Si合金中T i5Si3析出相与基体相的取向关系.金属学报,1994,30(4):A145～A1499 刘昌明,李华基,何乃军,等.钕对T i-44A l合金组织和晶粒尺寸的影响.材料工程,1998,(11):20～2310 V asudevan V K,Court S A,Kurath P,et al.Effect of purity on the defo r m ati on m echan is m in the in ter m etallic compound T i A l.Scri p ta M etall,1989,23(6):907～91211 陈仕奇,曲选辉,雷长明,等.T i A l+L a有序合金的室温力学性能.金属学报,1994,30(1):A20～A2412 K i m Y W.Effects of m icro structure on the defo r m ati on and fracture ofΧT i A l all oys.M ater Sci Eng,1995,A192-A193:519～53313 H all E L,H uang S C.Sto ich i om etry effects on the defo r m ati on of binary T i A l all oys.J M ater R es,1989,4(3):595～60214 H anam ura H,Sugai T,T an ino M.R ap idly Q uenched in ter m etallic compounds.T i A l and A l3T i.In:N i ppon Steel,ed.Sin tering′87.Tokyo:E lsevier A pp lied Science Poblishers,1988.617～62815 曹名洲,韩东,张涛,等.快速凝固T i A l基合金微晶的显微组织.金属学报,1992,28(10):A426～A42916 蒲忠杰,石建东,邹敦叙,等.T i A l基合金组织对拉伸性能的影响.金属学报,1993,29(8):A363～A36917 Suryanarayana C,F roes F H.M echan ical all oying of titan ium base all oys.A dv M ater,1993,5(2):96～106D evelop men t of Studi es on Ti A l I n ter metall i csZhou H uaiying Zhan Yongzhong(In stitute of M aterial Science ,Guangx iU n iversity,N ann ing,530004)Abstract T h is paper describes the status quo of studies on the T i A l in ter m etallic compound and in troduces the s o luti on s to its room brittle.It als o revie w s the ne w p roducti on and p rocesses by classificati on s. Further research directi on s,such as theo retical research,ne w p rocessing techno l ogies and single crystal like T i A l etc.is po in ted out.Keywords T i A l;in ter m etallic compound;room brittle(责任编辑 唐汉民)。
金属间化合物／Al2O3陶瓷基复合材料的研究进展
（ 东交通大学 机 电工程学 院 ， 西 华 江 南 昌 ３ ０ １ ） ３ ０ ３
摘 要 ： ｚ 。陶 瓷 的 脆 性 本 质 极 大 的 限 制 了 其 使 用 范 围 。在 提 高 氧 化 铝 陶 瓷 韧 性 的研 究 中 ， Ａｌｏ
利 用金 属 间化 舍物 作 为 第二相 来增韧 氧 化铝 陶瓷 已成 为研 究热 点之 一 。本 文从 金属 间化 合 物
ห้องสมุดไป่ตู้
化 等一 系列 的优异 性 能 ， 目前 已广 泛 用 于 许 多 高 新
技 术领 域 ， 是 其 陶瓷 材 料 的 脆 性 本 质 在 很 大 程 度 但 上 限制 了它 的发 展 和 应 用 。因 此 ， 善 氧 化 铝 陶瓷 改 的韧性 成 为其 得到 进一 步 应用 的核 心 问题 。 近年来 ， 提 高氧 化 铝 陶瓷韧 性 的研 究 中 ， 用 在 利 金 属 间化合 物 作 为第二 相 来增 韧氧 化 铝 陶瓷 已成 为 研 究 热点 之一 ， 取 得 了重 要 的研 究 成 果 。本 文 从 并
中 图 分 类 号 ： ３ ． ； Ｆ ２ ． Ｇ６ ３ ８ Ｔ １ ５ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６ ６ ４ （ ０ ８ ０ — ０ ３ 一 Ｏ １０ — ５３ ２０ ）３ ０ １ ５ Ｐ ＲｏＧ Ｓ Ｎ Ｉ Ｅ ＲＥ Ｓ Ｉ ＮＴ ＲＭ Ｅ ＡＬ Ｉ Ｓ Ａ１Ｏ Ｅ Ｔ Ｌ Ｃ ／ ２ ３ ＲＡＭ Ｉ ＳＢ Ｅ ｏＭＰ Ｓ ＴＥ Ｃ Ｃ ＡＳ Ｄ Ｃ ｏ Ｉ Ｓ
化 合 物 ，即 Ｎｉ 、 Ｎｉ 、Ｎｉ 。 。 Ａ１ Ａ１ 、Ｎｉ 。 和 Ａ１ ｚ Ａ１ Ｎｉ 。 。 目前 ， — 系金 属 间化 合 物 中研 究 最多 Ａ１ Ⅲ Ｎｉ Ａｌ
高性能金属基复合材料迎来发展新机遇
金属基复合材料研发的机构数量较 强大的产业竞争力。中国、美国高性
多，包括北京科技大学、哈尔滨工业 能金属基复材企业多为军工服务，在
大学、国防科技大学、中南大学、北方 成本控制上处于劣势，在民用领域的
工业大学和上海交通大学等高校，北 发展上还存在一定的瓶颈。
金属基复合材料制备方法
固态法
液态法
气态法
粉末冶金法
放电等离子烧结法 喷射沉积法 （固液两相）
搅拌鋳造法 压力浸渗法（真空 压力浸渗、自排气
压力浸渗）
真空吸铸法
气相沉积法（化 学气相沉积、物 理气相沉积）
图 3 金属基复合材料制备方法
其他先进技术
原位合成法 增材制造 搅拌摩擦焊
升，高性能金属基复合材料及器件的 （Advanced Composite）和联合材
1 性能优势显著，金属基复材 助力新一代热管理方案
金属基复合材料（Metal Matrix C o m p o s i t e s，M M C）是以金属为基 体，无机非金属的纤维、晶须、颗粒或 纳 米 颗 粒 等 为 增 强 体，经 复 合 而 成 的 新 材 料。根 据 基 体 材 料 不 同，金 属
铝、铜、镁 因 其 相 对 较 高 的 热 导 率、较低的密度以及优异的加工性，目 前已经成为热管理用金属基复材的 主流基体（如图 1）。其中，Al/S i C、镁 （M g）/ S i C体 系 具 有 密 度 低、热 导 率 高、热 膨 胀 系 数 可 调 等 优 势，在 航 空航天和电子封装领域已有成熟应 用 ；铝石墨（Al/Gr）、铜石墨（Cu/Gr） 体 系 除 具 有 密 度 低、热 导 率 高、热 膨 胀 系 数 可 调 等 优 势 外，还 具 有 成 本 低、易 加 工 的 显 著 优 势，更 具 产 业 化 潜力 ；铝金刚石（A l / D i a）、铜金刚石 （Cu/Dia）体系具有最高的热导率〔＞ 700W /（m·K）〕，在一些高附加值产 业领域如雷达TR组件、功率半导体器 件上有望大面积推广。
211084146_Nb3Sn_金属间化合物材料的制备技术及其研究发展现状和发展趋势
科学研究创Nb3Sn金属间化合物材料的制备技术及其研究发展现状和发展趋势江涛（西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065）摘 要：N b3Sn金属间化合物材料具有很多优秀的性能，如较高的熔点、较高的密度、较高的力学性能，以及良好的耐磨损性能、良好的抗高温氧化性能、良好的耐腐蚀性能等。
此外，Nb3Sn金属间化合物材料还是具有超导性能的超导材料。
本文主要叙述了Nb3Sn金属间化合物材料的研究发展现状，并对Nb3Sn金属间化合物材料的未来研究发展趋势和发展方向进行分析和预测。
关键词：N b3Sn金属间化合物制备技术研究发展现状发展趋势中图分类号：T G146.15文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)09(c)-0005-07 Preparation Technology, Research Status and DevelopmentTrend of Nb3Sn Intermetallic Compound MaterialsJIANG Tao(School of Materials Science and Engineering, Xi'an Shiyou University, Xi'an, Shaanxi Province,710065 China)Abstract:Nb3Sn intermetallic compound materials exhibit many excellent properties, such as high melting point, high density, high mechanical property and excellent wear resistance, excellent high temperature oxidation resistanceand excellent corrosion resistance. In addition, Nb3Sn intermetallic compounds are superconducting materials withsuperconducting properties. This paper mainly describes the research and development status of Nb3Sn intermetalliccompound materials, and analyzes and forecasts the future research and development trend of Nb3Sn intermetallic compound materials.Key Words: Nb3Sn intermetallic compounds; Preparation technology; Research and development status; Develop-ment trendNb3Sn金属间化合物材料具有很多优秀的性能，如较高的力学性能和良好的耐磨损性能、良好的抗高温氧化性能和良好的耐腐蚀性能及良好的超导性能等。
金属间化合物Fe_3Al的研究进展
3国家自然科学基金资助项目(50471007);福建省教育厅科技发展项目(K02005) 汪才良:男,1980年生,硕士研究生 朱定一:通讯作者,博士生导师,教授 Tel :0591283768831 E 2mail :zdy7081@金属间化合物Fe 3Al 的研究进展3汪才良,朱定一,卢 铃(福州大学材料科学与工程学院,福州350002) 摘要 对Fe 3Al 基合金及其相关领域的研究进展进行了综合评述,主要包括:Fe 3Al 基合金的制备方法和加工性能的改善、Fe 3Al 基合金的超塑性变形工艺、Fe 3Al 基复合材料性能的改善、热处理对Fe 3Al 基合金的强韧化作用。
着重论述了Fe 3Al 基合金的制备方法、强韧化措施、热处理以及复合材料等研究现状,并介绍了近年来Fe 3Al 基合金及其复合材料在工程上的一些应用情况。
关键词 Fe 2Al 金属间化合物 热处理 超塑性 Fe 3Al 基复合材料 耐磨性Progress in Study on Fe 3Al IntermetallicsWAN G Cailiang ,ZHU Dingyi ,L U Ling(School of Materials Science and Engineering ,Fuzhou University ,Fuzhou 350002)Abstract The recent progresses in study on Fe 3Al 2based alloy and related research fields are described ,main 2ly including :the improvement on the preparation methods and processing technologies ,superplastic processing tech 2nique ,the improvement on the performance of Fe 3Al 2based composites ,the effect of heat treatment on the strength and toughness of Fe 3Al 2based alloy.The preparation of Fe 3Al 2based alloy ,the methods of improving strength and tough 2ness ,superplasticity and heat treatment are emphasized in this review.Various engineering applications of Fe 3Al 2based alloy and composites are also described.K ey w ords Fe 2Al intermetallics ,heat treatment ,superplasticity ,Fe 3Al 2based composites ,wear resistance 金属间化合物是航空材料和高温结构材料领域内具有重要应用价值的新材料[1～4]。
Nb-Al系金属间化合物及其复合材料研究进展
Nb-Al系金属间化合物及其复合材料研究进展罗民;陈焕铭;王怀昌;何力军;李星【摘要】综述了Nb-Al系金属间化合物作为高温结构材料的最新研究进展和发展趋势.对目前国内外Nb-Al系金属间化合物及其复合材料的制备工艺、组织结构控制和力学性能的研究现状进行评述.结果表明:通过延性相增韧、合金化、层状结构设计、复合材料设计等方法,可以显著改善Nb-Al金属间化合物的室温脆性、抗氧化能力、高温强度及抗蠕变性能.Nb-Al系金属间化合物的研究方向应集中发展以Nb3Al及NbAl3金属间化合物为基体,以SiC、Al2O3及TiC等陶瓷相为增强相强化的陶瓷-铌基合金复合材料.%The recent research progress and prospects of Nb-Al intermetallics compounds for structural applications were discussed.The processing and mechanical properties of the Nb-Al intermetallics and their composites were reviewed.The results show that the ductile phase toughening, alloying, microlamination and composite design can improve the brittle fracture at room temperature, oxidation resistance, high-temperature strength and creep resistance.The research on Nb-Al system materials should be focused on the ceramics phase (SiC, Al2O3 and TiC) reinforced Nb3Al and NbAl3 matrix composites.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2011(021)001【总页数】8页(P72-79)【关键词】Nb-Al系;金属间化合物;复合材料;高温结构材料【作者】罗民;陈焕铭;王怀昌;何力军;李星【作者单位】宁夏大学,化学化工学院,银川,750021;宁夏大学,物理电气信息学院,银川,750021;宁夏大学,化学化工学院,银川,750021;宁夏大学,物理电气信息学院,银川,750021;宁夏大学,化学化工学院,银川,750021【正文语种】中文【中图分类】TF841.6金属间化合物由于具有密度小、熔点高、高温性能优越、化学稳定性良好等特点，在航空、舰艇和工业用燃气轮机的高温部件、航天器及火箭发动机、核反应堆、石油化工设备等领域应用具有独特的优势。
金属基复合材料的研究进展及发展趋势
金属基复合材料界面的研究进展及发展趋势周奎（佳木斯大学材料科学与工程学院佳木斯 154007）摘要本文介绍了目前金属基复合材料界面的研究现状，存在的问题及优化的有效途径。
重点阐述了金属基复合材料在各个领域的应用情况。
最后在综述金属基复合材料界面的研究进展与应用现状的基础上,对学者未来研究呈现的趋势进行了简述并对其发展趋势进行了展望。
关键词金属基复合材料界面特性应用发展趋势The research progress of metal matrix composites interface and development trendZHOU Kui(jiamusi university school of materials science and engineering jiamusi 154007) Abstract：Interface of metal matrix composites are introduced in this paper the current research status, existing problems and the effective ways to optimize. Expounds the metal matrix composites and its application in various fields. Finally in this paper the research progress and application of metal matrix composites interface status quo, on the basis of research for scholars in the future the trend of the present carried on the description and its development trend is prospected.Keywords: metal matrix composites application Interface features the development trend1前言金属基复合材料(MMCS)是以金属、合金或金属间化合物为基体,含有增强成分的复合材料。
层状金属复合材料技术创新及发展趋势综述
层状金属复合材料技术创新及发展趋势综述
多层状金属复合材料是由多层状复合体和复合材料组成的新型材料，其具有优异的力学性能和绝热性能，应用范围很广泛。
随着近十年来材料科技工艺的发展，多层状金属复合材料也逐渐发展成功，并被广泛用于航空航天、汽车、家庭电器以及其他工业领域。
多层状金属复合能够提供比传统金属材料更优越的耐腐蚀和绝热性能，符合现代工业领域在高温、低温以及恶劣环境条件下使用的需求。
同时，多层状金属复合材料还具有低拉伸模量和抗弯强度，并且具有低密度和减轻性能，是航空航天、汽车制造等领域优质的节能材料。
大量研究表明，多层状金属复合材料技术发展趋势以改善材料结构、优化材料性能为主。
目前，研究正着力于改进多层状金属复合材料的表面性能和耐搅拌性能，以及增加材料的抗氧化能力。
此外，人们还在发展利用多层状金属复合材料来提高结构强度的新技术，以满足不断发展的工业领域。
展望未来，随着技术和工艺的不断进步，多层状金属复合材料技术也将在传统材料性能改善、环境友好等方面取得更大进展。
目前，随着新型材料的发展，期望这种新型的多层状金属复合材料技术将能够令工业领域更加可持续以及低碳发展。
层状金属复合材料的发展历程及现状
随着现代化生产对材料综合性能要求的不断提升，在很多领域，单一材料已经很难满足使用需求。
近二三十年来，复合材料一直受到科研工作者们的广泛关注，各种复合材料及其制备方法得到蓬勃发展，其中一个很重要的分支就是层状金属复合材料（Laminated metal composites, LMCs）。
LMCs是通过采用各种复合技术使两种或两种以上物理、化学各组成材料的优良性能整合到一起的潜能，在保持各组成金属或合金特性的同时具有“相补效应”[2]，可以弥补各自的不足, 经过恰当的组合可以得到优异的综合性能。
1. LMCs的发展历程LMCs的起源可以追溯到公元前几百年。
研究发现[3]公元前800年的阿喀琉斯盾（Achilles shield）就是典型的LMCs，该盾由两层青铜、两层锡和一层金构成，顺序是青铜/锡/金/锡/青铜，就算是最锋利的矛也很难刺穿该盾。
此外，很多古代的刀剑也运用了LMCs的原理，如中世纪的波纹刀、著名的大马革士刀、唐刀、日本武士刀等。
从历史上看，LMCs叠层材料产生的原因可以归纳为两点，一是提高制件的综合机械性能，二是在贵金属外包覆较便宜的金属材料以降低经济成本。
文献报道的有关LMCs的近现代研究始于二十世纪六十年代，美国率先提出了“表面处理–冷轧复合（Cold roll bonding, CRB）–退火强化”的生产工艺流程[4]，从此掀开了LMCs的研究热潮，中国、日本、法国、德国、巴西、印度等众多国家都展开了对LMCs 的研究。
但在很长的一段时间，高昂的制造成本都限制着LMCs的工业应用。
LMCs的实际工程应用始于前苏联，莫斯科钢铁和合金研究院提出了一种独一无二的径向剪切螺旋轧制技术用于形成Steel/Steel LMCs，被广泛用于大型管道[5]和大型压力容器[6]。
薄钢板被紧紧地包裹在一起并焊接成同心壳体，层间的内部界面通过几种不同的工艺限制了裂纹的传播，延长了使用寿命。
除了Steel/Steel LMCs，在这一时期莫斯科高温研究所和新西伯利亚高速流体力学设计技术研究所分别提出了爆炸复合法和焊接法两种双材料LMCs制备技术，成功制备了包括Al/Steel、Cu/Steel和Al/Steel在内的一系列LMCs[5]。
Ni-Si金属间化合物
N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术及其研究发展现状和发展趋势*江涛黄一丹(西安石油大学材料科学与工程学院西安710065)摘要 N i-S i金属间化合物具有很多优秀的性能,例如具有较高的力学性能㊁优秀的耐磨损性能和抗高温氧化性能等㊂N i-S i金属间化合物包括N i3S i㊁N i2S i和N i S i,陶瓷材料也具有很多优秀的性能㊂陶瓷材料具有较高的力学性能,良好的耐磨损性能和抗高温氧化性能,可以将N i-S i金属间化合物与陶瓷相复合制备N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料㊂N i -S i金属间化合物/陶瓷复合材料具有较高的力学性能和良好的耐磨损性能和抗高温氧化性能等㊂笔者首先叙述了N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术㊁物相组成㊁显微结构㊁力学性能㊁耐磨损性能和抗高温氧化性能等,并叙述了N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状和发展趋势,并对N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的未来研究发展趋势和发展方向进行分析和预测㊂关键词 N i-S i金属间化合物陶瓷复合材料制备技术研究发展现状发展趋势中图分类号:T Q174.75文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2023)11-0050-05F a b r i c a t i o nT e c h n o l o g y,R e s e a r c h a n dD e v e l o p m e n t S t a t u s a n dD e v e l o p m e n t T r e n d o f t h eN i-S i I n t e r m e t a l l i c s C o m p o u n d s/C e-r a m i c sM a t r i xC o m p o s i t e sJ i a n g T a o,H u a n g Y i d a n(S c h o o l o fM a t e r i a l s S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,X i a nS h i y o uU n i v e r s i t y,X i a n710065,S h a a n x i,C h i-n a)A b s t r a c t:T h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c s c o m p o u n d s e x h i b i t e dm a n y e x c e l l e n t p r o p e r t i e s,s u c ha s h i g hm e c h a n i c a l p r o p e r t y,e x-c e l l e n tw e a r r e s i s t a n c ea n dh i g ht e m p e r a t u r eo x i d a t i o nr e s i s t a n c e.T h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c sc o m p o u n d s i n c l u d e d N i3S i, N i2S i a n dN i S i.C e r a m i c s e x h i b i t e dm a n y e x c e l l e n t p r o p e r t i e s.C e r a m i c s e x h i b i t e dh i g hm e c h a n i c a l p r o p e r t y,e x c e l l e n tw e a r r e s i s t a n c e a n dh i g h t e m p e r a t u r e o x i d a t i o n r e s i s t a n c e.S o t h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c s c o m p o u n d sa n dc e r a m i c s c o u l db e c o m-b i n e d t o f a b r i c a t e i n t o t h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c sc o m p o u n d s/c e r a m i c sm a t r i xc o m p o s i t e s.T h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c sc o m-p o u n d s/c e r a m i c sm a t r i x c o m p o s i t e s e x h i b i t e d h i g hm e c h a n i c a l p r o p e r t y,e x c e l l e n tw e a r r e s i s t a n c e a n d h i g h t e m p e r a t u r e o x-i d a t i o n r e s i s t a n c e.I n t h i s p a p e r,t h e f a b r i c a t i o n t e c h n o l o g y,p h a s e c o m p o s i t i o n,m i c r o s t r u c t u r e,m e c h a n i c a l p r o p e r t y,w e a r r e s i s t a n c e a n dh i g ht e m p e r a t u r eo x i d a t i o nr e s i s t a n c eo f t h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c sc o m p o u n d s/c e r a m i c s m a t r i xc o m p o s i t e s w e r e i n t r o d u c e d,t h e r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t s t a t u sa n dd e v e l o p m e n t t r e n do f t h eN i-S i i n t e r m e t a l l i c s c o m p o u n d s/c e-r a m i c sm a t r i x c o m p o s i t e sw e r e i n t r o d u c e d.T h e f u t u r e r e s e a r c h a n dd e v e l o p m e n t t r e n d a n dd e v e l o p m e n t d i r e c t i o no f t h eN i -S i i n t e r m e t a l l i c s c o m p o u n d s/c e r a m i c sm a t r i x c o m p o s i t e sw e r e a n a l y z e da n d p r e d i c t e d.K e y w o r d s:N i-S i i n t e r m e t a l l i c s c o m p o u n d s;C e r a m i c s c o m p o s i t e s;F a b r i c a t i o n t e c h n o l o g y;R e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t s t a-t u s;D e v e l o p m e n t t r e n dN i-S i金属间化合物具有很多优秀的性能,例如具有较高的力学性能,优秀的耐磨损性能和抗高温氧化性能等㊂N i-S i金属间化合物包括N i3S i㊁N i2S i和N i S i,陶瓷材料也具有很多优秀的性能㊂陶瓷材料具有较高的力学性能,良好的耐磨损性能和抗高温氧化性能等㊂N i-S i金属间化合物与陶瓷材料具有良好的相容性,可以将N i-S i金属间化合物与陶瓷相复合制备N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料㊂本文首先叙述了N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术㊁物相组成㊁显微结构㊁力学性能㊁耐磨损性能和抗高温氧化性能等,并叙述了N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状和发展趋势,并对N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的未来研究发展趋势和发展方向进行分析和预测㊂㊃05㊃陶瓷C e r a m i c s(研究与应用)2023年11月*作者简介:江涛(1978-),博士,副教授;研究方向为复合材料的制备和性能㊂1 N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术主要采用粉末冶金工艺进行制备㊂其中粉末冶金工艺主要包括热压烧结工艺㊁常压烧结工艺㊁放电等离子烧结工艺㊁热等静压烧结工艺㊁热压反应烧结工艺㊁原位反应自生法制备工艺等㊂2 N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状和发展趋势可以将N i-S i金属间化合物与陶瓷相复合制备N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料㊂陶瓷材料主要有碳化硅(S i C)㊁碳化钛(T i C)㊁氧化铝(A l2O3)㊁氮化硅(S i3N4)㊁碳化钨(W C)㊁碳化铌(N b C)等,所以可以将N i-S i金属间化合物加入到这些陶瓷材料中形成N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料,例如形成N i-S i/S i C复合材料,N i-S i/T i C复合材料,N i-S i/ A l2O3复合材料,N i-S i/S i3N4复合材料,N i-S i/W C 复合材料,N i-S i/N b C复合材料等㊂而上述的这些复合材料的制备技术㊁物相组成㊁显微结构㊁力学性能㊁耐磨损性能和抗高温氧化性能等,研究发展现状和发展趋势概述如下:2.1 N i-S i/S i C复合材料T i a n W B等[1]研究了N i-S i-T i粉末混合物对碳化硅陶瓷的钎焊㊂在许多工业应用中,通过传统的无压钎焊方法越来越需要大型S i C组件㊂在研究中使用含有0~10w t%T i的N i-S i-T i粉末混合物用于钎焊S i C陶瓷,进行差热分析(D T A)和润湿测试以确定合适的连接温度为1450ħ㊂对制备的S i C接头的微观结构,物相成分和机械强度进行了表征㊂对于不添加T i的钎焊组合物,中间层主要由N i S i和N i3S i2相组成㊂随着T i的加入,在夹层内除了N i-S i金属间化合物外新形成N i49T i14S i37相㊂目前钎焊时S i C 接头的抗弯强度在66~75M P a,试样一般从合金夹层与S i C基体的界面处断裂㊂G a oF e i等[2]研究了镍和碳化硅颗粒的固态反应制备出具有不同显微结构的N i-S i-C复合材料㊂各组织固相镍和碳化硅颗粒通过热压烧结工艺制备N i -S i-C复合材料㊂根据界面反应的程度,将复合材料分为三种类型,即部分的,完全的和过度的反应㊂对于部分反应(I型),复合材料的特征是基体和碳化硅之间的薄的反应层㊂完全反应(I I型)的复合材料的微观结构演变到各种不同的微观结构和组合物,取决于烧结温度㊂应避免过度反应(I I I型)㊂与部分反应的复合材料相比,完全反应的复合材料具有良好的力学性能㊂硬度和抗弯强度显著提高㊂I I型复合材料的力学行为与复合材料的组成成分和组织结构密切相关㊂在900ħ获得了复合材料对不锈钢最有前途的摩擦学性能㊂S e l v a n J S e n t h i l等[3]研究了采用激光熔覆工艺在纯钛表面制备S i C和N i-S i C涂层的制备工艺㊂研究了含量为100%的碳化硅和50%的镍+50%的纯钛的激光合金化的结果㊂100%和50%的N i+50%碳化硅合金化条件是由于诸如T i C,T i S i,T i5S i3和N i T i2各种金属间化合物相的存在获得高硬度HV800~ 1200㊂这些化合物存在于激光表面合金化是通过X 射线衍射分析(X R D)和N i,S i,C扩散验证,钛负责这些相的形成是由二次离子质谱(S I M S)研究确定㊂合金层的显微组织由枝晶组成,其密度高低取决于激光加工条件㊂在低功率密度的渗层深度约0.5mm的硬度恒定的水平,而在高功率密度的渗层深度触及1.6 mm最大与硬度较大的波动㊂2.2 N i-S i/T i C复合材料W a n g W e n j u a n等[4]研究了原位合成T i C x-N i (S i,T i)合金复合材料的制备及力学性能㊂通过无压烧结T i3S i C2(10v o l%和20v o l%)和N i作为前驱体,在烧结温度为1250ħ下保温时间为30m i n制备了具有优异机械性能的新型原位T i C x增强N i(S i,T i)合金复合材料㊂T i3S i C2颗粒分解成亚化学计量的T i C x 相,而额外的S i和来自T i3S i C2的部分T i原子扩散到N i基体中形成N i(S i,T i)合金㊂原位形成的T i C x相主要分散在N i(S i,T i)合金化的晶界上,形成坚固的骨架,细化金属基体的微观结构㊂20.6v o l%T i C x-N i (S i,T i)复合材料的维氏硬度可以达到(2.15ʃ0.04) G P a,屈服应力σ0.2%可以达到(466.8ʃ55.8)M P a和极限抗压强度可以达到(733.3ʃ78.4)M P a㊂T i C x-N i(S i,T i)复合材料的力学性能增强是由于T i C x骨架的原位形成,N i(S i,T i)合金的细化显微组织和固溶效应以及T i C x与N i(S i,T i)基体之间良好的润湿性所导致㊂C h i k e rN a b i l等[5]研究了N i和T i3S i C2粉末制备㊃15㊃(研究与应用)2023年11月陶瓷C e r a m i c s的原位T i C-N i(S i,T i)复合材料的微观结构和摩擦学行为㊂在此研究了T i3S i C2对由N i和T i3S i C2MA X相粉末对钢(100C r6)制成的原位T i C 增强N i(S i,T i)复合材料的微观结构和摩擦学性能的影响㊂在烧结温度为1080ħ下无压烧结4h的N i和T i3S i C2粉末被用来制备具有10w t%,20w t%和30w t%T i3S i C2的复合材料㊂通过扫描电子显微镜(S E M),X射线衍射(X R D)和拉曼光谱研究了这些复合材料的微观结构㊂在室温下对复合材料表面进行不同施加载荷下的标准球盘摩擦磨损试验㊂对于3种精细复合材料,T i3S i C2完全分解并转变为T i C相,而从T i3S i C2中释放的S i和T i原子扩散到N i基体中,形成N i(S i,T i)固溶体㊂与参考(N i)烧结复合材料相比,在N i基体中添加20w t%T i3S i C2将硬度提高了约250%㊂T i3S i C2颗粒的添加对这些复合材料对钢的摩擦学性能也有有益的影响㊂在所有施加载荷下,精细复合材料的磨损表面的特征在于存在润滑的F e3O4-αF e2O3摩擦膜㊂讨论了化学成分和不同施加载荷对三种精细复合材料磨损机制的影响㊂S h a hN e e lR等[6]研究了离心铸造T i C增强功能级铜复合材料的表征㊂研究分析了使用水平离心机铸造工艺制造的功能级C u-N i-S i/T i C复合材料的物理性能和抗磨损性能㊂在距外部1mm,8mm和13 mm的壁厚处径向进行的显微组织分析表明,颗粒分布梯度的增加使内部周边的硬度提高了41%,并且通过X射线衍射(X R D)分析确定了N i S i2相的形成㊂对复合材料的外壁(1~8mm)和内壁(9~15mm)进行拉伸载荷测试;后来的断裂分析表明,外部为延展性,内部为脆性㊂使用针盘式摩擦磨损试验机对内件的耐磨损性能进行了试验㊂使用信噪比确定最小磨损率的最佳摩擦参数(10N,2m s-1,500m)㊂使用方差分析预测每个有影响的参数的贡献及其相互作用㊂结果表明,滑动速度对磨损率的影响最大(45.56%),其次是外加载荷(21.82%)和滑动距离(14.63%)㊂测试样品的磨损分析显示机械混合层;后来由能谱分析(E D X)确认㊂D o n g YJ等[7]研究了激光熔覆T i C增强T i-N i -S i金属间化合物涂层的显微组织和干滑动耐磨损性能㊂采用T i C/T i-N i-S i合金粉末作为前驱体材料通过激光熔覆工艺在T A15钛合金基体上制备耐磨T i C增强T i-N i-S i金属间化合物复合涂层,T i C均匀分布在T i2N i3S i-N i T i-T i2N i多相金属间化合物基体中㊂采用光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SE M),X射线衍射仪(X R D)和能谱分析仪(E D S)对涂层的微观结构进行了表征㊂在室温下评价了激光熔覆T i C增强T i-N i-S i金属间化合物涂层的干滑动耐磨损性能㊂结果表明,T i C/(T i2N i3S i-N i T i-T i2N i)金属间化合物复合涂层表现出优异的耐磨损性能和粘附磨损性能㊂F a nD i n g等[8]研究了激光熔覆制备T i C增强金属间化合物基复合材料涂层的原位形成㊂采用激光熔覆技术在N i基高温合金基体上原位形成T i C颗粒增强N i3(S i,T i)金属间化合物复合涂层㊂实验结果表明,强大的冶金界面确保了涂层与基材之间的良好结合㊂复合涂层非常好,没有裂缝和气孔㊂采用扫描电子显微镜(S E M),能谱分析仪(E D S)和X射线衍射仪(X R D),研究了T i-C的添加对涂层显微组织和显微硬度的影响㊂涂层的显微组织主要由N i(S i),N i3(S i, T i)和T i C组成㊂涂层的平均显微硬度随着T i-C含量的增加而提高㊂当T i-C添加量为20w t%时,显微硬度达到780H V㊂远大于镍基高温合金基体㊂S u nY a o n i n g等[9]研究了激光熔覆工艺制备的N i3S i金属间化合物复合涂层的抗氧化腐蚀行为㊂已经通过循环氧化试验研究了在温度为1100ħ时,N i -S i-T i-C和N i-S i-C-N b原位增强复合涂层的高温抗氧化性能㊂进行了热重分析(T G),扫描电子显微镜(S E M)和X射线衍射仪(X R D),热重分析(T G)数据表明熔覆层达到了良好的耐氧化性能㊂动力学常数K p和氧化的样品表明,N b C加强熔覆层比T i C增强复合涂层具有更好的耐氧化性能,N b C加强熔覆涂层氧化物产品包括N i O,S i O2和铌,T i C增强复合涂层氧化产物为N i O,一些S i O2和T i O2㊂2.3 N i-S i/A l2O3复合材料C h e nH等[10]研究了机械合金化合成M o2N i3S i -A l2O3纳米复合材料的显微组织和力学性能㊂以M o O3,N i,S i和A l为起始材料,通过机械合金化合成M o2N i3S i-A l2O3纳米复合材料㊂机械合金化的粉末通过热压烧结固结制备M o2N i3S i-A l2O3纳米复合材料㊂通过扫描电子显微镜(S E M)和X射线衍射(X R D)研究了M o2N i3S i-A l2O3复合粉末的形貌和结构演变㊂详细研究了M o2N i3S i-A l2O3纳米复合材料固结产品的显微组织和力学性能㊂结果表明,研磨10h后得到M o2N i3S i-A l2O3复合材料㊂反应机理是机械诱导的自蔓延合成反应㊂研磨20h后㊃25㊃陶瓷C e r a m i c s(研究与应用)2023年11月M o2N i3S i和A l2O3的平均晶粒尺寸分别为15.9n m 和32.4n m㊂M o2N i3S i-A l2O3复合粉末在1000ħ的退火过程中是稳定的㊂热压烧结固结后,M o2N i3S i -A l2O3复合材料具有较高致密度(96.3%)和细晶粒(微米和亚微米范围)㊂M o2N i3S i-A l2O3复合材料的维氏硬度为13G P a,抗弯强度为533M P a和断裂韧性为6.29M P a㊃m1/2㊂同时,该M o2N i3S i-A l2O3复合材料在高温下具有更高的抗弯强度,在高达1000ħ时仍保持稳定的抗弯强度约为513M P a㊂2.4 N i-S i/S i3N4复合材料R a d h i k aN等[11]研究了采用离心铸造法制备了C u-11N i-4S i/10w t%S i3N4功能梯度复合材料,并研究了其力学行为和三体磨粒磨损行为㊂沿径向的显微结构分析表明,C u-11N i-4S i/10w t%S i3N4复合材料内周有高浓度的S i3N4颗粒,X射线衍射(X R D)分析证实存在引入的增强材料㊂在具有最高浓度(53v o l%)增强颗粒的C u-11N i-4S i/10w t%S i3N4复合材料的内周观察到最高的显微硬度(207H V),并且内部区域显示出更高的拉伸强度(425.58M P a)㊂基于L27正交阵列的磨粒磨损试验,仅在基于力学行为的内周边进行㊂通过信噪比和方差分析负载,速度和时间等参数对磨损率的影响㊂结果表明,外加载荷对磨损率的影响最大(60.45%),其次是速度和时间㊂对磨损样品进行扫描电子显微镜(S E M)分析,观察到磨损随着参数的增加而从轻微变为严重㊂这种C u-11N i-4S i/10w t%S i3N4复合材料适用于汽车材料㊂2.5 N i-S i/W C复合材料樊丁等[12]研究了激光熔覆制备W C p/N i-S i-T i 复合涂层㊂在N i基高温合金表面预置3种不同W C 含量的N i78S i13T i9(a t%)粉末,采用激光熔覆制备了W C和原位自生T i C复相陶瓷增强N i3(S i,T i)基复合涂层㊂利用扫描电镜(S E M),能谱分析仪(E D S)和X 射线衍射仪(X R D)对熔覆层组织进行分析,并测量了其熔覆层的显微硬度㊂结果表明,熔覆层与基体呈冶金结合,熔覆层组织主要由N i(S i)固溶体,N i3(S i,T i)金属间化合物和W C-T i C复相陶瓷组成㊂随W C添加量增加,涂层中复相陶瓷含量增多;孔隙率增大;碳化物形态演变历程为不规则形状,花瓣形状以及不规则形状和花瓣形状共存㊂2.6 N i-S i/N b C复合材料孙耀宁等[13]研究了激光非平衡制备N i-S i-N b -C涂层㊂以N i-S i-N b-C混合粉末作为预置合金,采用横流C O2激光器进行激光熔覆处理,在高温合金表面制备原位合成N b C颗粒增强N i3S i复合材料涂层㊂结果表明,采用合适的激光熔覆工艺参数,可获得N b C颗粒增强的以N i3S i金属间化合物及γ-N i 固溶体为主要组成相的复合涂层㊂尺寸约在24μm 的N b C颗粒弥散分布,与复合材料基体润湿良好,熔覆层致密,组织细小,与基材呈良好的冶金结合㊂晶体结构及动力学生长过程决定了N b C以不同的生长形态出现㊂S u nY a o n i n g等[14]研究了采用激光熔覆工艺制备的原位N b C增强N i3S i金属间化合物涂层的制备工艺过程㊂激光熔覆技术是用来形成N i3S i金属间化合物复合涂层的原位生成N b C颗粒增强镍基高温合金基体㊂激光熔覆技术的工艺参数进行了优化以获得包覆层㊂研究了N b C对N i3S i金属间化合物涂层的微观结构的影响㊂并对增强颗粒的形态进行了讨论㊂实验结果表明,一个很好的涂层和基体之间的结合,确保了一个强大的冶金界面㊂复合涂层是非常好的,没有裂缝和孔隙㊂涂层的微观结构,主要由N i (S i),N i3(S i,N b)和N b C的微粒组成,这N b C微粒是由于在激光熔覆过程中N b和C之间的原位反应产生的㊂N b C的颗粒均匀地分布在复合材料中㊂此外, N b C颗粒的最大尺寸超过4μm㊂3 N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的未来研究发展趋势和发展方向可以将N i-S i金属间化合物与陶瓷相复合制备N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料㊂N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料主要包括N i-S i/S i C复合材料,N i-S i/T i C复合材料,N i-S i/A l2O3复合材料, N i-S i/S i3N4复合材料,N i-S i/W C复合材料,N i-S i/N b C复合材料等㊂还应该开展新型的复合材料例如N i-S i/A l N复合材料,N i-S i/Z r O2复合材料,N i -S i/T i B2复合材料,N i-S i/Z r B2复合材料,N i-S i/ Z r C复合材料,N i-S i/Z r N复合材料,N i-S i/T i N复合材料,N i-S i/T i(C,N)复合材料,N i-S i/S i A l O N 复合材料,N i-S i/M g A l O N复合材料研究开发工作㊂4结论与展望N i-S i金属间化合物和陶瓷都具有优秀的性能㊂㊃35㊃(研究与应用)2023年11月陶瓷C e r a m i c s可以将N i-S i金属间化合物与陶瓷相复合制备N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料㊂N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料具有优秀的性能㊂笔者首先叙述N i -S i金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术,物相组成,显微结构和力学性能,耐磨损性能和抗高温氧化性能等,并对N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的未来发展趋势进行分析和预测㊂N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的未来发展趋势是:(1)开发新型的氧化物,氮化物,碳化物和硼化物作为基体并与N i-S i金属间化合物相复合制备新型的N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料,例如制备N i -S i/氧化物陶瓷,N i-S i/氮化物陶瓷,N i-S i/碳化物陶瓷,N i-S i/硼化物陶瓷复合材料等㊂(2)为了提高N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的力学性能,可以向复合材料中加入颗粒,晶须,短纤维等作为增强增韧相提高复合材料的力学性能㊂(3)还需要研究N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料的耐磨损性和抗高温氧化性以及耐腐蚀性等㊂(4)还需要研究N i-S i金属间化合物与陶瓷基体之间的界面结合性能和界面显微结构㊂(5)将T i C,T i N,T i(C,N),W C硬质合金等与N i -S i合金相复合形成N i-S i/硬质合金复合材料,使得N i-S i/硬质合金复合材料能够应用到耐磨损工程领域㊂N i-S i金属间化合物/陶瓷复合材料具有良好的耐磨损性能和耐高温性能以及抗高温氧化性能等可以应用到耐磨损工程领域,耐高温工程领域㊂因此N i -S i金属间化合物/陶瓷复合材料将广泛应用在工程领域㊂参考文献[1] T i a n W B,S u nZ M,Z h a n g P,e t a l.B r a z i n g o f s i l i c o nc a r b ide c e r a m i c sw i t hN i-S i-T i p o w d e rm i x t u r e s[J].J o u r n a l of t h eA u s t r a l i a nC e r a m i cS o c i e t y,2017,53(2):511-516.[2] G a oF e i,L uJ i n j u n,L i u W e i m i n.N i-S i-Cc o m p o s-i t e sw i t h v a r i o u sm i c r o s t r u c t u r e s v i a s o l i d s t a t e r e a c t i o n o f n i c k-e l a n ds i l i c o nc a r b i d e p a r t i c u l a t e[J].C o m p o s i t e sS c i e n c ea n d T e c h n o l o g y,2008,68(2):566-571.[3]S e l v a n J S e n 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P r e p a r a t i o na n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e so f i ns i t uT i C x-N i(S i, T i)a l l o y c o m p o s i t e s[J].M a t e r i a l sS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g A, 2014,616:214-218.[5] C h i k e rN a b i l,B e n a m o rA b d e s s a b o u r,H a d j iY o u c e f,e t a l.M i c r o s t r u c t u r e a n d t r i b o l o g i c a l b e h a v i o r of i n s i t uT i C-N i (S i,T i)c o m p o s i t e se l a b o r a t e df r o m N ia n d T i3S i C2p o w d e r s [J].J o u r n a l o fM a t e r i a l sE ng i n e e r i n g a n dP e r f o r m a n c e,2020,29 (3):1995-2005.[6] S h a hN e e lR,R a d h i k aN,S a m M a n u.C h a r a c t e r i z a-t i o no f c e n t r i f u g e c a s tT i Cr e i n f o r c e d f u n c t i o n a l g r a d e c o m p o s-i t eo fc o p p e r[J].M a t e r i a l s R e s e a r c h E x p r e s s,2019,6(9): 0965D1.[7] D o n g YJ,W a n g H M.M i c r o s t r u c t u r e a n dd r y s l i d i n g w e a r r e s i s t a n c e o f l a s e r c l a dT i Cr e i n f o r c e dT i-N i-S i i n t e r-m e t a l l i c c o m p o s i t e c o a t i n g[J].S u r f a c ea n dC o a t i n g sT e c h n o l o-g y,2009,204(5):731-735.[8] F a nD i n g,Z h a n g J i a n b i n,S u nY a o n i n g,e t a l.I n-s i t uf o r m a t i o no f T i C r e i n f o r c e di n t e r m e t a l l i c-m a t r i xc o m p o s i t e l a y e r s p r o d u c e db y l a s e rc l a d d i n g[J].K e y E ng i n e e r i n g M a t e r i-a l s,2007,336-338(2):1380-1382.[9] S u nY a o n i n g,Z h a n g X u d o n g,S u n W e n l e i,e t a l.O x i-d a t i o n c o r r o s i o nbe h a v i o r of c o m p o s i t e c l a d d i ng o f i n t e r m e t a l l i c c o m p o u n dN i3S i[J].K e y E n g i n e e r i n g M a t e r i a l s,2012,522:72 -75.[10] C h e n H.M i c r o s t r u c t u r ea n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o fM o2N i3S i-A l2O3n a n o c o m p o s i t e s y n t h e s i z e db y m e c h a n i c a l a l l o y i n g[J].J o u r n a l o fM a t e r i a l sR e s e a r c h,2016,31(21):3352 -3359.[11] R a d h i k aN,J e f f e r s o n JA n d r e w.S t u d i e s o nm e c h a n i-c a l a nd a b r a s i v ewe a r p r o p e r t i e s of C u-N i-S i/S i3N4f u n c t i o n-a l l yg r a d e d c o m p o s i t e[J].S i l i c o n,2019,11(2):627-641.[12]樊丁,孙明,孙耀宁,等.激光熔覆制备W C p/N i-S i -T i复合涂层[J].航空材料学报,2008,28(1):40-44.[13]孙耀宁,孙文磊,刘炳.激光非平衡制备N i-S i-N b -C涂层[J].中国激光,2009,36(12):3282-3286.[14] S u nY a o n i n g,F a nD i n g,Z h e n g Y u f e n g,e t a l.I n-s i-t uf o r m a t i o no fN b Cr e i n f o r c e d N i3S i i n t e r m e t a l l i cc o m p o u n d s b y l a s e rc l a d d i n g[J].K e y E n g i n e e r i n g M a t e r i a l s,2008,368-372:1351-1353.㊃45㊃陶瓷C e r a m i c s(研究与应用)2023年11月。
金属基复合材料的研究进展与应用前景
金属基复合材料的研究进展与应用前景金属基复合材料是一种具有金属基体和强化相的材料，能够综合发挥金属的优良性能和强化相的增强效果。
近年来，金属基复合材料得到了广泛的研究和应用，其研究进展和应用前景也备受关注。
本文将综述金属基复合材料的研究进展和应用前景。
一、金属基复合材料的研究进展1. 强化相的选择和设计强化相是金属基复合材料中起到增强作用的材料，通常是颗粒、纤维或片状结构。
近年来，随着纳米材料的研究和发展，纳米颗粒和纳米纤维作为强化相的应用逐渐成为研究的热点。
纳米颗粒和纳米纤维具有较大的比表面积和较好的强度，可以显著提高金属基复合材料的力学性能和热学性能。
2. 制备技术的改进金属基复合材料的制备技术对于材料性能具有决定性影响，近年来研究者们在制备技术方面进行了大量的改进。
传统的制备技术包括粉末冶金、熔融法和电化学沉积法等，这些方法能够制备金属基复合材料，但是制备工艺复杂、成本高。
近年来，研究者们开始探索新的制备技术，如激光熔融沉积、电子束熔凝等，这些新的制备技术具有制备精度高和能耗低的优点。
3. 性能测试与评价金属基复合材料的性能测试和评价是研究中的重要环节，目前主要包括力学性能测试、热学性能测试和耐腐蚀性能测试等方面。
力学性能测试包括拉伸性能、硬度、韧性等方面的测试，热学性能测试包括热膨胀系数、导热系数等方面的测试，耐腐蚀性能测试包括盐雾试验、腐蚀电位测试等方面的测试。
通过对金属基复合材料的性能测试和评价，能够了解材料的力学性能和热学性能，为进一步研究和应用提供依据。
二、金属基复合材料的应用前景1. 航空航天领域金属基复合材料具有高强度、高温稳定性和低密度等优点，能够满足航空航天领域对材料高性能的需求。
金属基复合材料在飞机、火箭、导弹等航空航天装备的结构材料中有广泛的应用前景。
例如，金属基复合材料可以用于飞机结构的轻量化设计，提高飞机的燃油效率和载重能力，同时保证结构的强度和刚度。
2. 汽车制造领域汽车制造领域也是金属基复合材料的应用领域之一。
Fe—AI金属间化合物材料的制备工艺与研究发展趋势
料， 具有较高的韧性 ， 在工程领域 中得到 了广泛的应 属间化合物材料在工程领域中的应用。 并对 Ｆ ｅ — Ａ ｌ 金 用。 Ｆ ｅ Ａ Ｉ 金属间化合物作为一种新型高温结构材料 ， 属间化合物材料的未来发展趋势进行分析和预测。 其高温强度和高温蠕变性能 以及抗氧化性能 ，耐腐 蚀性能优于大部分金属材料 ， 具有较高的韧性。 参考文献 ：
Ｆ ｅ ｌ 金属间化合物的研究 主要集 中在其抗 氧化 能， 近年来研究 了 Ｆ ｅ Ａ １ 金属 间化合物粘结 陶瓷 复合材
抗腐蚀性能 ， 断裂脆性 ， 合金成分设计等方面 ５ 】 。近 料 ， 希望将 Ｆ ｅ Ａ １ 合金 的耐腐蚀性能和抗氧化性能与 来的研 究工作使得 Ｆ ｅ ｌ 金属 间化合物真正成为一 陶瓷相的高硬度和耐磨损性能结合起来提高材料的 种廉价 而又性能优异的新型材料 。在众多种类 的金 综合性能 １ － １ ５ 。Ｆ ｅ Ａ ｌ 金属间化合物 的高温强度 ， 高温
异 的高温抗氧化能 、 抗硫化性能及耐腐蚀性 能， 在近 Ｆ ｅ ｌ 金属间化合物的优异物理性能和低廉原材 年来受到普遍的重视和研究 ，可望成为新一代的高 ｅ Ａ １ 合金 料价格 ，相对较轻的密度决定其在应用方面必将受 温结构材料而得以广泛应用 ，然而因为其 Ｆ 到广泛 的关注 ５ １ 。将 Ｆ ｅ ｌ 金属 间化合物与 陶瓷结 脆性大和室温延性低而受到限制， 阻碍了其进一步的 合可以形成复合材料Ｉ 卜 ５ １ 。 Ｆ ｅ １ 金属间化合物是一种 发展和应用 习 。对 Ｆ ｅ Ａ Ｉ 合金的脆性断裂和变形行为 新型高温结构材料和功能材料可用于工业领域 。对 进行研究 已经开发 出具有 良好性能的 Ｆ ｅ Ａ １ 合金 习 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ４ － ２ １
金属基复合材料的研究现状与进展论文
本文简单综述了金属基复合材料研究意义，国内外研究现状，性能，分类和应用；以及制造工艺等，最后指出了金属基复合材料研究中存在的问题并对其
发展做出了展望。
2.1
金属基复合材料是以金属或合金为基体，以纤维、晶须、颗粒等为增强体的复合材料。通过合理的设计和复合工艺，使之兼有金属良好的塑韧性和加工性能以及增强体的高比强、比刚，更好的导热性、耐磨性以及尺寸稳定性等优点。
在民用工业中，复合材料的应用领域十分广阔。以碳氮化物或金属间化合物颗粒为强化剂的钢基复合材料，能明显提高强度、韧性、耐磨、耐蚀和切削性能。这类材料的特点是重量轻、尺寸稳定、硬度高、摩擦系数小，由于耐高温和高强度，可用于发动机和泵的叶轮，也可加工成模具。另外，发动机钢套、连杆、连销、刹车盘等也在使用金属基复合材料制造，如果能打开市场，将会有较大的产量。其他方面，如运动器材、自行车架、各种型材以及装甲车履带、轻质防弹装甲车等也初步应用复合材料[1]。
Hale Waihona Puke 1 绪论1.1金属基复合材料(Metal Matrix Composites:MMCs)是指以金属或合金为基体，通过某种可能工艺加入一种或几种金属、非金属及或者合金增强相结合而成的新材料。金属基复合材料具有优越的综合性能，它一方面具有原金属(或合金)的特性；另一方面，由于增强材料的加入，还赋予其一些特殊的性能或改善金属(或合金)原有的性能。由于科技的进步，越来越多的工程应用所需要的材料，在性能发面具有很大的可设计性，而单一的金属、陶瓷、高分子等工程材料均难以满足这些迅速增长的性能需要。为了克服单一材料性能上的局限性，充分发挥各种材料特性，弥补其不足，人们已越来越多地根据零、构件的功能要求和工况条件，设计和选择两种或两种以上化学、物理性能不同的材料，按一定的方式、比例、分布结合成复合材料，充分发挥各组成材料的优良特性，弥补其短处，使复合材料具有单一材料所无法达到的特殊和综合性能，以满足各种特殊和综合性能需求，也可以更经济地使用材料。
金属基复合材料的研究历程
金属基复合材料的研究历程
金属基复合材料是利用金属基体与其他材料（例如陶瓷、碳纤维等）的混合加工来制
备的一种新型材料。
其具有高强度、耐磨损、耐高温、抗腐蚀等特点，得到了广泛的应用。
以下是金属基复合材料的研究历程：
20世纪50年代，金属基复合材料在概念上首次被提出。
当时的研究主要集中在金属
基复合材料的制备方法研究上，主要使用的是物理加工方法（如热压、热爆粉等）和化学
加工方法（如浸渗、溶胶-凝胶等）。
20世纪60年代，随着计算机技术和材料表征方法的不断发展，对于金属基复合材料
的性能和应用进行了进一步的探索。
同时，也逐步发现了金属基复合材料中存在的问题，
例如接触损伤、界面反应等。
20世纪70年代，随着材料科学的快速发展，金属基复合材料的研究受到了越来越多
的关注。
这期间，研究人员开始尝试利用微结构设计方法来解决复合材料中的问题。
同时，也逐渐开始将金属基复合材料应用于航空、航天、电子等领域。
20世纪80年代，金属基复合材料的制备方法和性能研究得到了进一步的发展。
通过
优化制备工艺和改善微结构设计，金属基复合材料的性能得到了显著提高。
研究还逐渐向
多功能的复合材料方向拓展。
未来，金属基复合材料将继续得到广泛的关注和研究。
随着材料科学的不断发展，其
在航空、航天、电子、生物医学、环保等领域的应用也将不断扩展和深化。
同时，研究将
会逐步向材料多功能化、可持续发展等方向拓展。
金属-金属间化合物叠层复合材料研究进展
金属-金属间化合物叠层复合材料研究进展孔凡涛;孙巍;杨非;王晓鹏;陈玉勇【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2018(038)004【摘要】金属-金属间化合物叠层复合材料既可以保留金属间化合物的高温强度,又可以继承金属在室温下的良好的塑性和韧性,逐渐成为国内外学者的研究重点.本文综述了Ti-Al系、Ni-Al系、Fe-Al系、Nb-Al系及其他常见金属-金属间化合物叠层材料的研究现状,并着重介绍了其常用制备方法,如热压复合法、爆炸焊接法、放电等离子烧结法等,分析了每种制备方法的优缺点.同时从内、外部两个方面归纳总结了金属-金属间化合物叠层材料增韧机理.最后分析了金属-金属间化合物叠层复合材料现阶段研究存在的问题,并认为Ti-Al系叠层复合材料仍将是未来研究的重点.如何进一步提升金属-金属间化合物叠层复合材料的室温塑性和韧性,深入探讨复合材料的增韧机理,优化制备工艺,是金属-金属间化合物叠层复合材料能否实现工程化应用的关键.【总页数】10页(P37-46)【作者】孔凡涛;孙巍;杨非;王晓鹏;陈玉勇【作者单位】哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001;怀卡托大学工程学院,新西兰汉密尔顿 3204;哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+3;V252.2【相关文献】1.金属间化合物基叠层复合材料研究进展 [J], 郭鑫;马勤;季根顺;刘龙江2.连续陶瓷纤维增强Ti-Al系金属间化合物复合材料研究进展 [J], 韩雨蔷;蔺春发;陈长江;常云鹏;姜风春;王振强;果春焕3.金属间化合物基层状复合材料Ti/Al3Ti制备技术及其研究进展 [J], 程玉洁;果春焕;周培俊;曹阳;侯红亮;王耀奇;姜风春4.超细金属间化合物颗粒增强Mg-Li基复合材料研究进展 [J], 吴国清;张清清;黄正5.金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备工艺与研究进展 [J], 江涛;吕巧飞;张维娜;李帅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Al_3Ti金属间化合物的研究进展
Al3Ti金属间化合物的研究进展惠林海1,耿浩然1,王守仁2,徐杰3(济南大学1.材料科学与工程学院;2.机械工程学院,山东济南250022;3.山东力诺瑞特新能源有限公司,山东济南250013)摘 要:综述了Al3Ti金属间化合物的研究进展,介绍了其室温脆性改善的方法,分析了合金化结构变异和复相强化对于材料塑性、韧性提高的机理,并对Al3Ti金属间化合物的制备方法和主要应用进行了分类评述,并指出了今后的研究和发展方向。
关键词:Al3Ti金属间化合物;合金化结构变异;复相强化中图分类号:T G146.2 文献标识码:A 文章编号:100023738(2007)0920001203Progress on the R esearch of Al3Ti IntermetallicsHUI Lin2hai1,GENG H ao2ran1,WANG Shou2ren2,XU Jie3(1,2.Jinan University,Jinan250022,China;3.Shandong Linuo Paradigma Co.Ltd,Jinan250013,China)Abstract:The progress on the research of Al3Ti intermetallics is reviewed.It introduces the methods to improve its brittleness under normal temperature and analyses the mechanism of the enhancement of its flexibility through structure2transformed treatment and multiphase reinforcement.It also reviews the production and application of Al3Ti intermetallics by classifications.Finally,f urther research directions are put forward.K ey w ords:Al3Ti intermetallic compound;L12modified titanium trialuminide;multiphase reinforcement0 引 言在众多的金属间化合物中,钛2铝系金属间化合物由于具有密度小、比强度高、高温力学性能和抗氧化性能优异等特点,成为近年来人们研究开发的热点,被认为是一类很有发展前景的航空航天、高温结构材料。
SPS原位反应制备Ti-Si金属间化合物基复合材料及其性能研究的开题报告
SPS原位反应制备Ti-Si金属间化合物基复合材料及其性能研究的开题报告一、研究背景和意义金属间化合物基复合材料由于其高温强度、热膨胀系数接近于陶瓷、耐腐蚀和耐高温氧化等优良性能，在航空航天、汽车制造、能源等领域得到广泛应用。
Ti-Si金属间化合物是一种优良的高温结构材料，具有可接受的密度、较高的熔点、良好的高温力学性能、优良的热稳定性和耐腐蚀性能等。
SPS原位反应制备Ti-Si金属间化合物基复合材料，在亚洲、欧美等发达国家已经得到重视，国内则较为落后，缺乏相关研究和实践经验。
本课题旨在探究SPS原位反应制备Ti-Si金属间化合物基复合材料的工艺和性能，为相关产业提供理论和实践支持。
二、研究内容和方法（1）SPS原位反应制备Ti-Si金属间化合物基复合材料的工艺研究；（2）Ti-Si金属间化合物基复合材料的组织结构、力学性能及高温氧化性能的研究；（3）利用扫描电镜、X射线衍射仪、热重分析仪、X射线能谱仪等测试仪器对样品进行分析和表征。
三、预期成果（1）成功制备Ti-Si金属间化合物基复合材料；（2）分析和表征样品的组织结构、力学性能及高温氧化性能；（3）提出新型的SPS原位反应制备Ti-Si金属间化合物基复合材料的工艺，对相关产业提供理论和实践支持。
四、进度安排（1）前期准备：撰写论文开题报告，查阅文献及分析文献，进行材料采购和相关测试设备的准备。
（2）实验研究：制备Ti-Si金属间化合物基复合材料，对其进行组织结构、力学性能及高温氧化性能测试。
（3）数据分析：对实验数据进行处理；（4）撰写论文：将实验结果整理成论文，并进行格式排版，撰写论文说明、结论、参考文献等。
（5）答辩：提交论文给导师审核和修改，顺利完成答辩。
五、参考文献[1] ZHANG Y, CHENG J, WANG Q Q, et al. In-situ synthesizedTi5Si3 composite coatings on Ti-6Al-4V by laser cladding[J]. Applied Surface Science, 2015, 328: 37-43.[2] YU M, ZUO X B, YU Z Y. Simulation investigation of structure and mechanical properties of Ti5Si3[J]. Journal of Physics: Conference Series, 2010, 240(1): 012127.[3] ZHOU Q, CHEN X, ZHAO G Z, et al. High-temperature wear behaviors of in-situ Ti5Si3/60Si3N4 composites[J]. Ceramics International, 2020, 46(21): 32607-32619.[4] XIE H, JIANG J Z, ZHANG J Y. Fabrication and properties ofTi5Si3/SiC ceramic composite by powder metallurgy[J]. Journal of Materials Science, 2000, 35(3): 523-526.。
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０ 前言
随着科学技术和社会 经济 的飞速发展 ， 对材料性 能的要求
瓷基 叠层复合材料 已有很好 的研究报 道 ， 而金属 间化合物基叠 层复合材料 的研究还不十分 广泛和深 入 ， 文仅 以部 分金属 问 本 化合物基叠层复合材料 的性能及其制备技术作一简要 概述 。
越来越高 。金属 问化合物 因其具有高弹性模量 、 高抗氧化性 、 高 抗腐蚀性 、 高导 电、 导热性 以及相对低 的密度等优异性 能 ， 不仅
在航空 、 航天领域 中具有 广阔的应用前景 ， 而且也是 交通运输 、
１ 几 种 主 要 的材 料 体 系及 其 性 能
目前 ， 国内外金属 间化 合物基叠 层复合材料 的研究 主要集 中在 以下几种材料体系 。
化工 、 机械等许多工业部门的重要 材料 。然而 ， 为高温结构材 作
发现 由于金属 Ｍｏ作为延性层 ， 延性 层发生 较大程度 的塑 性变 形来消耗 、 收能 量 ， 吸 塑性变 形区也会导致裂纹 尖端屏蔽 ， 使裂
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料， 金属 间化合物高的室温脆性 和低 的高 温强度严 重限制 了它 的实际应用。因此 ， 人们 通过加入各种合 金化元 素对 Ｍｏ ｉ进 Ｓ
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维普资讯
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材 料导报
２０ ０ ７年 ６月第 ２ 第 ６ １卷 期
Байду номын сангаас
金 属 间 化 合 物 基 叠 层 复 合 材 料 研 究 进 展
郭 鑫 ， 马 勤 ， 季根 顺 ， 刘龙 江
（ 兰州理工大学材料科学与工程学院 ， 兰州 ７ ０ ５ ） ３０ ０ 摘要 金属 间化合物基叠层复合材料是 受 自然界 中贝壳结构 的启发 而设计的一种新型高温结构材料 。概述 了
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几种不同体 系的金属 间化合物基叠层复合材料 的国 内外研 究现状 ， 发现 大 多数 的金属 间化合物基 叠层 复合材料是 以 金 属间化合物作 为基体 ， 以金属作 为夹层来改善金属 间化合物 的脆性 问题 的。此外还 对其制备 工艺进行 了归纳和评 述， 并对这类新型叠层 复合材料 的许 多不足和发展趋势提 出了初 步的想法。
关 键 词 金属间化合物 脆性 仿 生结构 设计 叠层复合 材料 制备技术
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