铝基复合材料制备加工一体化分解
铝基复合材料的制
2.4 粉末冶金
• 粉末冶金是制备高熔点难成型金属材料的传统工艺。它是 将快速凝固金属粉末和增强陶瓷颗粒等经筛分、混合、冷 压固结、除气、热压烧结， 以及压力加工制得复合材料 的一种工艺。研究结果表明， 用粉末冶金工艺生产的颗 粒增强金属基复合材料的综合强度水平比用熔融金属工艺 生产的同种材料高， 伸长率也较高， 材料微观组织结构 有所改善。但是这种工艺及设备复杂， 金属粉末与陶瓷 颗粒混合时会因颗粒分布不均， 除气不完全而导致材料 内部出现气孔， 温度选择不当易造成汗析。另外， 制得 的复合材料坯件一般还需要二次成型。这种设备不适用于 生产较大型件，所以对铝基复合材料的工业规模生产有所 限制。
2.5 喷射沉积工艺
• 喷射沉积工艺是由英国S i n g e r 教授首创 并干1 9 7 0 年正式公布。这一工艺早期应 用于一些金属半成品的生产和制备， 后来 加利福尼亚大学L a v e r n i a E J 等人开始 利用这一技术制备颗粒增强金属基复合材 料。
二.材料的特点分析
对于小型空间红外遥感器来说，结构部分不仅要满足 高刚度、高强度和尺寸稳定性的要求，而且应该尽量减轻 质量。本文研究的空间红外遥感器镜筒材料采用了石墨纤 维增强铝基复合材料（以下简称铝基复合材料)，这种材 料属于长纤维增强(连续强化)金属基复合材料，由哈尔滨 工业大学金属基复合材料研究所自主研制。 • 与金属材料相比，铝基复合材料具有如下优点：耐 高温、高比强、高比模、热膨胀系数小、尺寸稳定性好、 对缺口不敏感且抗磨损。与聚合物基复合材料相比铝基复 合材料具有如下优点：耐高低温、防燃、尺寸稳定、抗氧 化、抗辐照、抗电磁脉冲、无气化和导热、导电、剪切强 度高、热膨胀系数低、可直接加工螺纹和圆孔。 •
铝合金及镁合金轮毂等 铝基复合材料汽车架
铝基复合材料的制备工艺
合材料的制备工艺。
关键词： 铝基复合材料； 纤维增强； 颗粒增强； 晶须
中图分类号： ＴＧ１４６．２
ห้องสมุดไป่ตู้
文献标识码： Ａ
文章编号： １００１－３８１４（２００６）０１－００６５－０５
Ｐｒ ｅｐａｒ ａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｍａｔｒ ｉｘ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
ＷＡＮＧ Ｓｈｕａｎｇ－ｘｉ １，２ ， ＬＩＵ Ｘｕｅ－ｊｉｎｇ２ ＳＵＮ Ｊｉａ－ｓｅｎ ２
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ａｌｕｍｉｎｕｍ ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ； ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｆｉｂｅｒ； ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ； ｗｈｉｓｋｅｒ
复合材料是由两种或两种以上性质不同的材 料通过各种工艺手段复合而成。根据基体材料不 同， 复合材料包括三类： ＰＭＣ （聚合物基复合材 料）、ＭＭＣ （金属基复合 材料）、ＣＭＣ （陶瓷基 复合 材料）。其中 ＭＭＣ 具有耐高温、耐磨损、导电导热 性好、尺寸稳定、不老化等许多优良特性， 受到广 泛关注。ＭＭＣ 的研究起步于 ２０ 世纪 ５０ 年代末 ６０ 年 代初， 主要用 于航空航天 、军事等先进 技 术 领域。８０ 年代随着廉价增强材料和简单制备工艺 的突破， 使短纤维与颗粒增强 ＭＭＣ 在工业领域 和民用方面实现了批量生产和应用。目前， ＭＭＣ 有 铝 基 、镁 基 、钛 基 、高 温 合 金 基 、铜 基 等 多 种 材 料。铝基复合材料除具有普通 ＭＭＣ 优良性能外， 还具有密度低、重量轻， 制造工艺、设备相对简单， 成本相对较低， 可进行大规模批量生产等特点， 成 为金属基复合材料开发和研究工作的主要方向。
２．３ 颗粒增强铝基复合材料 从上世纪 ８０ 年代开始， 国外投入大量财力致
短碳纤维增强铝基复合材料的制备及其性能研究
短碳纤维增强铝基复合材料的制备及其性能研究一、内容描述短碳纤维增强铝基复合材料（Short Carbon Fiber Reforced Aluminum Matrix Composite, SCFRA）作为一种先进的复合材料，凭借其轻质、高强、高刚度、良好的耐腐蚀性等优异性能，成为了现代材料科学领域的研究热点。
本文将围绕SCFRA的制备及其性能展开深入探讨。
在制备方面，本文首先介绍了短碳纤维（Short Carbon Fiber, SCF）的基本特性和常用的制备方法。
SCF具有高强度、低密度、良好的热导性和电导性等特性，因此在众多工业领域如航空航天、汽车制造、建筑工程等得到了广泛应用。
文章详细阐述了铝基复合材料（Aluminum Matrix Composite, AMC）的组成、分类及制备工艺。
铝基复合材料以铝合金为基体，通过填充其他材料如陶瓷颗粒、碳纤维、塑料等，可以显著提高其力学性能、耐磨性、耐高温性等。
结合SCF和AMC的特点，本文提出了一种新型的短碳纤维增强铝基复合材料，旨在充分发挥两者优势，实现高性能化。
通过优化SCF 与AMC的配比、制备工艺和微观结构调控，有望获得具有更高比强度、更高比刚度、良好耐磨性和耐腐蚀性的复合材料。
在性能研究方面，本文首先分析了SCFRA的基本力学性能，如拉伸强度、弯曲强度、压缩强度等。
实验结果表明，SCFRA的力学性能明显优于相同成分的铝合金，显示出短碳纤维对铝基体的增强作用。
本文还探讨了SCFRA的热稳定性、耐磨损性、耐蚀性等性能，并与铝合金和碳纤维增强铝基复合材料进行了对比分析。
研究结果显示，SCFRA在高温下仍能保持较高的力学性能和热稳定性，同时具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
针对SCFRA在实际应用中可能遇到的问题，如界面结合强度低、复合材料易氧化等，本文也提出了相应的解决方案。
通过优化表面处理工艺、控制SCF与AMC的界面相容性等手段，可以提高SCFRA的整体性能。
碳化硅铝基复合材料
碳化硅铝基复合材料引言。
碳化硅铝基复合材料是一种新型的高性能陶瓷复合材料，具有优异的耐磨、高温、抗腐蚀等性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。
本文将对碳化硅铝基复合材料的制备方法、性能特点以及应用领域进行详细介绍。
一、碳化硅铝基复合材料的制备方法。
碳化硅铝基复合材料的制备方法主要包括原料选择、混合、成型、烧结等步骤。
首先，选择高纯度的碳化硅和铝粉作为原料，按一定的比例进行混合。
然后将混合物进行成型，常见的成型方法包括压制成型、注射成型等。
最后，将成型体进行高温烧结，使其形成致密的碳化硅铝基复合材料。
此外，还可以通过添加其他元素或采用表面涂层等方法来改善材料的性能。
二、碳化硅铝基复合材料的性能特点。
1. 高温性能，碳化硅铝基复合材料具有优异的高温稳定性，可在高温环境下长期工作而不失效。
2. 耐磨性，该材料具有极高的硬度和耐磨性，适用于制造耐磨零部件，如机械密封件、轴承等。
3. 抗腐蚀性，碳化硅铝基复合材料能够抵抗酸碱腐蚀，具有良好的化学稳定性。
4. 导热性，该材料具有良好的导热性能，可用于制造高温导热部件。
三、碳化硅铝基复合材料的应用领域。
1. 航空航天领域，碳化硅铝基复合材料可用于制造航空发动机零部件、航天器热结构件等，具有轻质、高强度、耐高温等优点。
2. 汽车制造领域，该材料可用于制造汽车发动机缸套、刹车盘等耐磨零部件，提高汽车的使用寿命和性能。
3. 机械加工领域，碳化硅铝基复合材料可用于制造高速切削工具、磨料磨具等，具有优异的耐磨性和切削性能。
结论。
碳化硅铝基复合材料具有优异的高温、耐磨、抗腐蚀等性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。
随着材料制备技术的不断进步，碳化硅铝基复合材料的性能将得到进一步提升，其应用领域也将不断扩大。
因此，碳化硅铝基复合材料具有很大的发展潜力，值得进一步研究和推广应用。
粉末冶金法制备铝基复合材料的研究
粉末冶金法制备铝基复合材料的研究粉末冶金法是一种制备金属基复合材料的有效方法，具有制备的复合材料成分均匀、性能优异、成本低廉等优点。
铝基复合材料作为一种高性能的金属基复合材料，在航空、汽车、机械等领域得到了广泛应用。
本文将围绕粉末冶金法制备铝基复合材料展开，探讨其制备工艺、性能评价、应用领域及未来发展趋势。
粉末冶金法制备铝基复合材料的工艺流程主要包括以下几个步骤：原材料准备：选用纯度较高的铝粉、增强相（如SiC、Al2O3等）及适量的粘结剂。
混合与压制：将原材料按照一定的比例混合，加入适量的润滑剂，然后压制成型。
烧结：将压制成型后的生坯在高温下进行烧结，使得铝粉与增强相充分融合。
热处理：对烧结后的材料进行热处理，以进一步优化材料的性能。
通过以上步骤，制备出具有特定形状和性能的铝基复合材料。
与传统的铸造方法相比，粉末冶金法具有更高的成分均匀性、更细的晶粒结构和更好的力学性能。
铝基复合材料因其具有优异的力学性能、耐腐蚀性和抗高温性能，在航空、汽车、机械等领域得到了广泛应用。
在航空领域，铝基复合材料主要用于制造飞机发动机零部件、机身结构件等。
其轻质高强的特点使得飞机能够减轻重量，提高飞行效率。
在汽车领域，铝基复合材料主要用于制造汽车零部件，如发动机缸体、活塞、齿轮等。
其高强度和抗疲劳性能能够提高汽车的安全性和使用寿命。
在机械领域，铝基复合材料可用于制造各种高强度、轻质的机械零件，如传动轴、支架、齿轮等。
其优良的耐腐蚀性和高温稳定性使得铝基复合材料成为理想的机械零件材料。
铝基复合材料的性能取决于其组成和制备工艺。
在力学方面，粉末冶金法制备的铝基复合材料具有高强度、高硬度、低塑性等特点，其力学性能优于传统铸造铝材。
耐腐蚀性方面，由于增强相的加入，铝基复合材料的耐腐蚀性能得到显著提高。
抗高温性能方面，通过选用合适的增强相和热处理工艺，可以使得铝基复合材料在高温下保持优良的性能。
随着科技的不断发展，粉末冶金法制备铝基复合材料在未来将面临新的挑战和机遇。
碳化硅铝基复合材料
Байду номын сангаас 应用
在汽车领域旳应用
美国旳Duralcan研制出用SiC颗粒增强铝基复合材料制造汽 车制动盘,用其替代老式铸铁制动盘，使其重量减轻了60%~40%, 而且提升了耐磨性能,噪音明显减小,摩擦散热快; 同步该企业还用SiC颗粒增强铝基复合材料制造 了汽车发动机活塞和齿轮箱等汽车零部件,这种 汽车活塞比铝合金活塞具有较高旳耐磨性、良 好旳耐高温性能和抗咬合性能,同步热膨胀系数 更小,导热性更加好。
制造工艺
喷射共沉淀法
制造工艺
优点：
增强颗粒分布均匀 没有严重旳界面反应 基体组织有迅速凝固特征 呈细小等轴晶形态等优点 且产率高 易于制备大件。
制造工艺
压力浸渗工艺
原理：压力浸渗工艺是先将增强体制成预制件, 再将预制件放入模具后,以惰性气体或机械装置为 压力媒体将铝液压入预制件旳间隙,凝固后即形成 复合材料。
应用
铸造SiC颗粒增强 A356和A357复合材料 能够制造飞机液压管 、直升机旳起落架和 阀体等
应用
在精密仪器和光学 仪器旳应用研究方面, 铝基复合材料用于制 造望远镜旳支架和副 镜等部件。
应用
在航空航天领域旳应用 Cercast企业采用熔模铸造工艺研制成A357SiC20%Vol+ 复合材料,用该材料替代钛合金制造直径达180mm、重 17.3kg旳飞机摄相镜方向架,使其成本和重量明显降低, 同步该复合材料还可用来制造卫星反动轮和方向架旳支 撑架。 美国DWA企业用/6061SiC 25%p铝基复合材料替代7075 制造航空构造旳导槽、角材，使其密度下降了17%，模 量提升了65%。
SiC铝基合金复合材料 ——制备工艺
组员：
目录
1、生产背景 2、构造组织 3、制造工艺 4、利用
铝基复合材料的制造方法、研究现状及发展
铝基复合材料的制造方法、研究现状及发展李杨20090560材料科学与工程学院090201摘要：本文介绍了铝基复合材料的设计与制备、应用，重点讲述了国内外的研究现状和发展趋势。
关键词：铝基复合，设计与制备，应用，研究现状及发展前言复合材料是应现代科学发展需求而涌现出具有强大生命力的材料，在金属基复合材料中表现尤为明显。
金属基复合材料有铝基、镍基、镁基、抬基、铁基复合材料等多种，其中铝基复合材料发展最快而成为主流。
本文主要对国内外铝及复合材料的研究现状进行简要评述，主要包括材料的设计与制备、界面、性能、应用等方面。
一、铝基复合材料的设计与制备1.基体材料的选择铝基复合材料的基体可以是纯铝也可以是铝合金，其中采用铝合金居多。
工业上常采用的铝合金基体有Al-Mg、Al-Si、Al-Cu、Al-Li和Al-Fe等。
如希望减轻构件质量并提高刚度，可以采用Al-Li合金做基体；用高温的零部件则采用Al-Fe合金做基体；经过处理后的Al-Cu合金强度高、且有非常好的塑性、韧性和抗蚀性、易焊接、易加工，可考虑作这些要求高的基体；增强体和基体之间的热膨胀失配在任何复合材料中都难以避免，为了有效降低复合材料的膨胀系数，使其与半导体材料或陶瓷基片保持低匹配常采用Al-Si为基体和采用不同粒径的颗粒制备高体积分数的复合材料。
基体的强度并不是它的强度越高复合材料的性能就越好。
如纤维增强铝基复合材料中，用纯铝或含有少量合金元素的铝合金作为基体，就比用高强度铝合金做基体要好的多，用高强度铝合金作基体组成的碳纤维的性能反而低。
因此，只有当基体金属与增强体合理搭配时，才能充分发挥基体材料和增强相的性能优势。
2.增强材料的选择增强材料主要有纤维、晶须以及颗粒。
为了提高基体金属的性能，增强材料的本身需要具备特殊的性能，如高强度、高弹性模量、低密度、高硬度、高耐磨性、良好的化学稳定性、增强体与基体金属有良好的润湿性等。
B、Al2O3、Si、和C纤维等是最早的纤维材料，该材料的性能优异，但高昂的成本限制了它们的广泛发展及应用。
铝基复合材料的制备和组织分析
圈 １ 复 合 材 料 拉 伸 试 样
Ｆｇ １ Ｔｅ ｓｌ ａ ｌ ｆｔｅｃ ｍ ｐ ｓｔｓ ｉ． ｎ ｉ Ｓ ｍｐｅｏ ｈ ｏ ｏ ｉｅ ｅ
能进行材料的制备 。因此 ， 开始浸 渗压力 采用 ５ＭＰ ， ａ 通过 实验发现浸渗效果 不是很 理想 。将 压力 升 高到 ８ＭＰ ａ时 ，
发 现 合金 液 能 完 全 浸 渗 预 制 体 。理 论 压 力 与 实 际 压 力 存 在
一
１ 试 验 材 料 和 方 法
试 验 用 材 料 为 Ｚ ０ （ 硅 １ ） 市 售 ２ ０ 目铝 、 Ｉ ２含 １ ２ｗｔ 和 ０ 硅 粉 （ 度 在 ５ ￣８ ｍ） 粒 ０ ０“ 。按 一 定 比例 将 Ｓ 粉 、 粉 和 粘 ｉ Ａｌ
中国材料科技与设备 （ 双月刊）
Hale Waihona Puke 铝基复合材料 的制备 和组 织分析
２１ 年 ・ １ ０１ 第 期
铝 基 复 合 材 料 的 制 备 和 组 织 分 析
郑 晶 ， 王轶 ， 李银 娥 ， 婷 ， 姜 贾志 华 ， 光 马
（ 北有色金属研究 院 ， 西 西安 西 陕 ７０１） １０ ６
摘 要 ： 论 在 制 备 复 合 材 料 过 程 中颗 粒 与金 属 基 体 之 间 的 润 湿 性 ， 度 控 制 以 及 压 力等 因素 对 制 备 工 艺 的 影 响 ， 结 合 讨 温 并 Ａ１ ｉ 合 材料 压 力 熔 渗 法 制 备 工 艺 ， 过 理 论 计 算 与 实 际 实验 相 结 合 ， 定 了合 理 的制 备 工 艺参 数 ， 用 该 工 艺 参 数 制备 的 ／ 复 Ｓ 通 确 采 复合 材 料 内部 自由孔 隙和 硅 颗 粒 的 分 布 均 匀， 体 中 的共 晶组 织 可依 附在 颗 粒表 面形 核 生 长 ； 时 研 究 了 Ａ ／ ｉ 合 材 料 的 基 同 １Ｓ 复 特 性 和 断 裂行 为 ， 过 显 微 组 织 分 析 和 断 口观 察 表 明 ， 合 材 料 的 断 裂 行 为 主 要 是 由于 硅 颗 粒 的 脆 裂 性 而 引 起 的 ， 且 由 此 通 复 并
铝基复合材料的制备和性能研究
铝基复合材料的制备和性能研究一、引言铝基复合材料是一种由铝和其他金属、陶瓷等材料复合而成的材料。
它具有较高的强度、刚度和耐热性能，在航空、航天、汽车、机械等领域广泛应用。
本文将分别从制备和性能研究两个方面，探讨铝基复合材料的制备及其性能研究进展。
二、铝基复合材料的制备1. 复合方法铝基复合材料的制备主要包括机械合金化、热扩散、熔融浸渍、等离子喷涂等方法。
（1）机械合金化法机械合金化法是一种通过机械力将两种或多种材料混合在一起，形成复合材料的方法。
该方法制备速度快、成本低，但容易出现氧化等问题，限制了其在实际应用中的发展。
（2）热扩散法热扩散法是一种将两种或多种材料放在一起，在高温下进行扩散反应，形成复合材料的方法。
该方法制备的复合材料结合强度高、纯度高，但制备难度较大、成本较高。
（3）熔融浸渍法熔融浸渍法是一种将一种材料浸渍于另一种材料的熔体中，然后冷却形成复合材料的方法。
该方法制备的复合材料渗透性好、组织致密，但制备过程较为繁琐。
（4）等离子喷涂法等离子喷涂法是一种利用等离子体喷涂技术，将粉末材料喷涂到基体材料表面形成复合材料的方法。
该方法制备速度快、成本低，但制备的复合材料强度较低。
2. 复合材料组成铝基复合材料的组成可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料和有机基复合材料三类。
（1）金属基复合材料金属基复合材料制备简单，性能优异，比如钨/铝、钼/铝等合金材料具有很好的强度和耐热性能，广泛应用于航空航天和核工业等领域。
（2）陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料具有硬度大、耐热性好等特点，目前已广泛应用于汽车刹车盘、磨料磨具、人工关节等领域。
常用的陶瓷基复合材料有氧化铝/铝、碳化硅/铝等材料。
（3）有机基复合材料有机基复合材料是以有机高分子为基体，使用纤维或颗粒作为增强材料，常用的有聚偏二氟乙烯（PVDF）基复合材料等。
三、铝基复合材料的性能研究铝基复合材料的性能研究主要包括力学性能、热性能、冲击性能、耐腐蚀性能等方面的研究。
复合材料结构-功能一体化设计的方法
复合材料结构-功能一体化设计的方法随着科技的不断发展，复合材料在各个领域中得到了广泛的应用。
复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，因此在航空航天、汽车、建筑、能源等领域中都发挥着重要作用。
在复合材料的设计与应用过程中，结构-功能一体化设计是一个重要的方法，能够使复合材料的性能得到最大程度的发挥。
本文将对复合材料结构-功能一体化设计的方法进行探讨。
一、复合材料结构-功能一体化设计的概念1.1 复合材料结构-功能一体化设计的概念复合材料结构-功能一体化设计是指在复合材料的设计过程中，同时考虑其结构和功能的匹配，以实现最佳的性能和效益。
结构-功能一体化设计是一种系统性的方法，需要综合考虑材料的材质、结构形式、工艺制备等因素，从而实现复合材料的结构与功能的协同发挥。
1.2 复合材料结构-功能一体化设计的意义复合材料的性能与其结构形式和功能需求密切相关，因此只有通过结构-功能一体化设计，才能充分发挥复合材料的优势，提高其性能指标，满足不同工程领域的需求。
采用结构-功能一体化设计方法，可以有效减轻复合材料的自重、提高其强度和刚度，增加其耐磨损性和耐腐蚀性，同时实现多种功能的集成。
二、复合材料结构-功能一体化设计的方法2.1 结构-功能协同设计复合材料的结构与功能是相互关联的，因此在设计过程中需进行结构-功能协同分析。
首先需要明确复合材料的使用环境和功能要求，然后根据其受力情况和载荷特点，设计出符合其结构要求的复合材料组织形式和层序结构，以实现结构与功能的协同发挥。
2.2 多尺度结构设计复合材料的性能受其微观结构和宏观结构的影响，因此在结构设计时需要考虑多尺度效应。
通过对复合材料的微观组织、纤维/基体界面及其宏观结构的优化设计，可以实现各尺度之间的协同作用，提高复合材料的综合性能。
2.3 功能集成设计复合材料可以实现多种功能的集成，如强度、电磁性能、防护性能等。
在设计过程中，需要根据实际需求，将不同功能要求融合到复合材料的结构中，通过合理的结构设计和材料选择，实现功能的集成与优化，提高复合材料的综合性能。
铝基复合材料制备加工一体化分解课件
挤压法
通过将增强颗粒与铝锭一起加热、挤压，制备铝基复合材料。
挤压法是一种制备铝基复合材料的方法。将增强颗粒（如碳化硅、玻璃纤维等）与铝锭一起加热至高 温，然后通过挤压机挤压成所需的形状。在挤压过程中，增强颗粒在铝基体中分散，并与铝基体结合 。该方法可以制备形状复杂的构件，且增强颗粒在铝基体中的分散较均匀，但生产效率较低。
Part
05
铝基复合材料制备加工一体化 技术的发展趋势与挑战
技术发展趋势
高效低成本
随着科技的不断进步，铝基复合 材料的制备加工技术正朝着高效 、低成本的方向发展，以提高生
产效率和降低生产成本。
环保绿色化
环保意识的提高促使铝基复合材 料制备加工技术向环保、绿色化 方向发展，减少生产过程中的环
境污染。
按增强相形态分类
可分为颗粒增强铝基复合 材料、晶须增强铝基复合 材料和纤维增强铝基复合 材料。
按制备工艺分类
可分为铸造复合材料、变 形复合材料和原位复合材 料。
铝基复合材料的应用领域
航空航天领域
用于制造飞机零部件、卫 星结构件等，提高结构性 能和减轻重量。
汽车领域
用于制造汽车发动机零部 件、车身结构件等，提高 汽车性能和节能减排。
详细描述
铝基复合材料具有高比强度、高比模量、低热膨胀系数等特点，使其成为航空航 天领域理想的材料选择。通过制备加工一体化技术，可以有效地提高铝基复合材 料的性能和可靠性，满足航空航天领域对高性能材料的需求。
应用实例二：汽车工业领域
要点一
总结词
要点二
详细描述
铝基复合材料在汽车工业领域的应用主要涉及轻量化、节 能减排和提高安全性等方面。
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铝基复合材料的加工工艺
由以上方法制备的铝基复合材料只有极少数能够直接制成精密 件和功能件，一般是制成坯料或者半加工件。因此，因此要进行 二次加工或者精密成型。下面结合传统铸锻焊工艺进行研究：
一铸造加工
生产铝合金的各种铸造方法都可用来生产铝基复合材料, 它包括砂型铸造、 熔模铸造和金属型铸造。实践证明, 为了铸造高质量金属基复合材料, 其熔 化和铸造工艺必须作相应改进。例如, 铸造SiC 颗粒增强铝基复合材料, 其 熔化方法、保温时间与SI C 颗粒沉淀间的关系密切，为了保持SiC颗粒在熔 体中呈悬浮状态, 必须搅拌重熔的复合材料熔体, 同时必须对熔体温度进行 监测。另外, 铝基复合材料铸造过程中, 传统的盐精炼、造渣在此不能应用 需要优化铸造工艺, 开发特别的浇冒口技术, 以减少铸件中气孔。
优点
可将增强物颗粒和铝合金粉按任意比例混合,而且混合均匀 性好,不会出现偏析和偏聚,制备的复合材料机械性能较高。
缺点：
粉末冶金法制造工艺及装备复杂,生产成本高,图1是粉末冶 金法制备颗粒增强铝基复合材料的工艺流程图。
高能-高速固结工艺
这种工艺是在短时间内使陶瓷颗粒和铝合金粉末的混合物 受到高脉冲电流的放电作用后,迅速提高能量,并在较小外 力作用下,使之固结成获得无纤维损伤、无空隙、高性能的致密复合材料， 必须考虑增强纤维与铝及铝合金间的润湿性好坏和反应 性大小、增强纤维的分布状态和高温下的损伤老化程度 及界面稳定性等。纤维增强铝基复合材料的制造方法： 1 粉末冶金法 2 高能-高速固结工艺 3 压力浸渗铸造工艺 4 反应自生成法 5 液态金属搅拌铸造法 6 半固态搅拌复合铸造
喷射沉积工艺是由英国S i n g e r 教授首创并干1 9 7 0 年正 式公布。这一工艺早期应用于一些金属半成品的生产和制 备， 后来加利福尼亚大学L a v e r n i a E J 等人开始利用这 一技术制备颗粒增强金属基复合材料。主要由熔融金属的 气体雾化、雾化熔滴的沉积等连续过程组成,具有通过快速 凝固经济地制备高密度半成品的特长.
铝基复合材料制备加工一体化
铝基复合材料之 Ⅰ、创新性思维综述
Ⅱ、原理与关键技术
Ⅲ、应用及效果
铝基复合材料的创新性思维综述
复合材料是应现代科学发展需求而涌现出的具有强大生命 力的材料，它由两种或两种以上性质不同的材料通过各种 工艺手段复合而成。
复合材料可分为三类： 聚合物基复合材料（PMCs） 金属基复合材料（MMCs） 陶瓷基复合材料（CMCs）。
最普遍的铝基复合材料
SiC颗粒增强铝合金质量轻，钢的1/3，Ti的2/3，其强 度比中碳钢好，与钛合金相近，弹性模量比铝合金高很 多，略高于钛合金，耐磨性能比铝合金高一倍，类似于 钢，价格与铝合金相差不大，仅为钛合金的1/5，工作 温度只有350°C。有高的比强度、比刚度、比硬度，同 时耐高温、耐磨损、并且具有良好的热传导性能，在航 空、航天、汽车等工业领域得到了广泛的应用。然而由 于增强体颗粒与基体间性能上的差异，致使增强颗粒难 以均匀分布，更为重要的是由于这类材料的塑性、韧性 差，从而使其成形比较困难通常较为常用的加工方法有 超塑性法与热等静压法。
粉末冶金法
粉末冶金法是最早用来制造铝基复合材料的方法,是一 种比较成熟的工艺方法。采用粉末冶金法时,首先将颗粒增 强物和铝合金粉末用机械手段均匀混合,进行冷压实,然后 加热除气,在液相线与固相线之间进行真空热压烧结,得到 复合材料的坯料,在将坯料进行挤压、轧制、锻造、拉拔等 二次加工就可制成所要的型材零件。
铝基复合材料制备加工创新
复合材料不同的制备工艺，产生的组织性能在加工成形方面也会 有很大的差异性，针对于此，我们研究了铝基复合材料不同制备 方法及其对应加工成形工艺。 在对性能与微观结构相关性理解的基础上，制备加工技术成为铝 基复合材料的研究重点。其中主要包括复合材料在成型过程中的 颗粒、基体合金微观组织及界面演化行为 ，另外还包括针对复 合材料微观结构优化设计所开展的热处理研究探索等 。 除了控制制备加工工艺获得优化的微观结构外，最近的研究通过 融合新材料或加工技术，开始设计新型复合材料体系与微观结构 这些复合材料显示出许多性能优势，为性能突破开辟了新途径。 影响铝基复合材料的性能的因素较多，未来的研究需要在现有基 础上综合系统的阐述多因素交互作用下复合材料的性能控制技术 原理。
金属基复合材料常用基体有铝、镍、镁、钛及其合金。
铝基复合材料特点
铝有许多特点,如质量轻、密度小、可塑性 好,熔点低制备工艺简单。
铝基复合技术容易掌握,易于加工，比强度 和比刚度高,高温性能好,更耐疲劳和更耐 磨,阻尼性能好,热膨胀系数低。
同其他复合材料一样,它能组合特定的力学 和物理性能,以满足产品的需要。因此,铝 基复合材料已成为金属基复合材料中最常 用的、最重要的材料之一。
优点：
高能量高速度脉冲有利于将冷模中的导电粉体快速加热到 指定温度,从而控制相变和组织粗化,这是常规粉末冶金工 艺无法实现的。高能-高速固结工艺可使复合材料的相对 密度达95%以上。
压力浸渗工艺
压力浸渗工艺是先将增强体制成预制件,再将 预制件放入模具后,以惰性气体或机械装置 为压力媒体将铝液压入预制件的间隙,凝固 后即形成复合材料。
这种工艺简单,但预制件中的气体不易在 凝固前排出而造成气孔与疏松,同时预制件 也易产生变形和偏移。
液态金属搅拌铸造法
液态金属搅拌铸造法的基本原理是将颗粒增强物 直接加入到熔融的铝合金中,通过一定方式的搅拌 使颗粒均匀地分散在基体熔体中,复合成颗粒增强 铝基复合材料。复合好的熔体可浇铸成锭坯、铸 件等使用。这种工艺简单、生产效率高、制造成 本低廉。复合好的铸锭经重熔后,可精密压成各种 型材、管材、棒材等。它是目前最成熟、最具竞 争力、也是工业化规模生产铝基复合材料的最主 要的方法。
颗粒增强铝基复合材料的制备方法
弥散混合工艺是用机械力作用使颗粒和熔体混合， 然后浇 注成铸锭或复合材料制件。该工艺研究开始于6 0 年代。 由于大多数类型的颗粒和铝合金熔体之间具有不润湿特点 ， 因此为了使得颗粒和熔体之间完全结合， 必须施加外 力作用以克服热力学表面障碍和黏滞阻力。该工艺主要包 括： 搅拌铸造、流变铸造、螺旋挤压、喷射分散、团块分 散等方法。