第二章__复合材料的基体材料
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② 功能陶瓷：作为功能材料用来制造功能器件， 主要使用其物理性能。如电磁性能、热性能、 光性能、生物性能等。例如铁电陶瓷用其电 磁性能制造电磁元件，介电陶瓷用于制造电 容器，压电陶瓷用于制造位移或压力传感器， 生物陶瓷用于制造人工骨骼和人工牙齿。 41
2.2.3 陶瓷材料的特点
陶瓷材料是金属和非金属元素的固体化合物， 靠共价键和离子键键合。性能特点如下：
30年代发现，室温时延性为零，一拉就断。 80年代，在金属间化合物中加入少量硼，可使其 室温延性提高到50%，与铝相当。目前，可用的 金属间化合物已有300多种。
31
2.1.3 功能用金属基复合材料的基体
功能材料是指在电磁、声、光、热等
方面具有特殊性质，或在其作用下表现出 特殊性能的材料。
功能复合材料是由功能组元和基体组
11
高性能发动机：高比强度、比模量、耐高温性、 抗氧化。选择钛基合金、镍基合金以及金属间化 合物作基体，如碳化硅/钛、钨丝/镍基超合金复合 材料。
用于喷气发动机叶片、涡轮叶片、转轴、火箭发 动机箱体材料。
12
汽车发动机： 耐高温、耐磨、导热、一定高温强度、成本低廉。
选用铝合金作基体材料与陶瓷颗粒、短纤维进行 复合，如碳化硅/铝，碳纤维/铝，氧化铝/铝等复 合材料，用作发动机活塞、缸套等零件。
基体是主要承载物，基体的强度对MMC具有 决定性影响。因此，要求基体具有很高的强度， 需要选用高性能金属基体。如用高强度的铝合金 （如，A365，6061，7075）而不用铝作为基体。
17
（3） 基体金属与增强物的相容性
界面破坏产生原因：
金属基复合材 料高温下成型
增强体（纤维）与金属容 易发生化学反应，在界面
9
1
2
3
金属基复合材料 金属基复合材料 基体金属与增强
的使用要求
组成的特点
体的相容性
10
（1 ）金属基复合材料的使用要求
不同领域、不同工况下对复合材料构件的性 能要求不同。
航天航空领域：高比强度、比模量、尺寸稳 定性。宜选用密度小的轻金属合金——镁合金、 铝合金作为基体，与高强度、高模量的石墨纤维、 硼纤维进行复合。
现代陶瓷：是以特种陶瓷为基础由传统陶瓷发展起 来的又具有与传统陶瓷不同的鲜明特点的一类新型 陶瓷。它早已超出传统陶瓷的概念和范畴，是高新 技术的产物
38
2.2.2 陶瓷的分类
1. 按化学成分分类
① 氧化物陶瓷：Al2O3、SiO2、MgO、ZrO2、 CeO2、CaO、Cr2O3及莫莱石 （3Al2O3·2SiO4）和尖晶石（MgAl2O3） 等，这类CMC避免在高温、高应力环境下
形成反应层
脆性界面反应层受力产生裂纹并向周 围纤维扩散，引起复合材料结构破坏
18
➢基体与纤维的相容性：良好的浸润性、
稳定的界面。 例：在纯铝中加入少量的Ti、Zr等元素，
可明显改善MMC的界面结构和性质，大大 提高MMC的性能。
Fe、Ni高温时会破坏碳纤维的结构， 使其丧失原有强度，因此不能直接用作碳 纤维的基体。
颗粒增强金属基复合材料中，基体约 占40%~90%的体积，一般80~90%%左右；
晶须、短纤维增强金属基复合材料中， 基体约占>70%的体积，一般80%~90%左右。
8
2.1.1 选择基体的原则
金属与合金品种繁多，目前用作金属基复合材料的 金属有：铝及铝合金，镁合金，钛合金，镍合金， 铜与铜合金，锌合金，铅、钛铝、镍铝金属间化合 物等。 基体材料成分的正确选择对能否充分组合和发挥基 体金属和增强物性能特点，获得预期的优异综合性 能十分重要。
强物就可以得到优异的物理性能，可以满
足特殊需要。
34
电子封装： ➢ 集成度越来越高，功率增大，发热严重，
需用热膨胀系数小、导热性好的材料做基 板和封装材料，以便将热量迅速传走，避 免产生热应力，提高器件可靠性。 ➢ 电子封装金属复合材料的基体主要是纯铝 和纯铜 ➢ SiCp/Al 、SiCp/Cu；Gr/Al、Gr/Cu、 B/Al等。
33
电子、信息能源等高技术领域的发展， 要求材料和器件同时具有高力学性能、高 导热、低热膨胀、高导电率、高抗电弧烧 蚀性、高磨擦系数和耐磨性等综合物理性 能。
功能用金属基复合材料所用的金属基
体均具有良好的导热、导电性和良好的力
学性能，但有热膨胀系数大、耐电弧烧蚀
性差等缺点。 在这些基体中加入合适的增
25
(2) 用于450~700℃以下的复合材料基体 ——钛合金
钛有两种晶型：
a钛为六方密堆排列结构，低于885℃时稳
定；b钛是体心立方结构，高于885℃时稳定。
铝能使钛由a向b的转变温度提高，铝是a
相钛的稳定剂；
Fe、Mn、Cr、Mo等能使b 向a的转变温
度降低，它们是b钛的稳定剂。
26
钛合金具有相对密度小、耐腐蚀、耐氧化、 强度高等特点，用碳化硅纤维增强的钛基复合 材料可制成叶片和传动轴等零件用于高性能航 空发动机。
第二章 复合材料的基体材料
基体作用：传递荷载、保护增强体； 基体类型：
金属 无wenku.baidu.com非金属（陶瓷、C、水泥等） 聚合物（塑料:热固性、热塑性）
1
各种基体的性质
2
2.1 金属材料
现代科学技术的发展对材料性能的要求越来 越高，特别是航天航空、军事等尖端科学技术的 发展，使得单一材料难以满足实际工程的要求， 这促进了金属基复合材料的迅猛发展。
13
工业集成电路： 要求高导热、低膨胀。选用高导热率的银、铜、
铝作为基体，与高导热性、低热膨胀的超高模量 石墨纤维、金刚石纤维、碳化硅颗粒复合，用作 散热元件和基板。
14
（2） 金属基复合材料组成特点
针对不同的增强体系，应充分分析和考虑 增强物的特点来正确选择基体合金材料。
15
连续纤维增强的金属基复合材料：
元组成。基体不仅起到构成整体的作用， 而且产生协同或加强的作用。可通过组元
的体积分数、连接方式和对称性来大幅度
调整复合材料的性能。
32
2.1.3 功能用金属基复合材料的基体
目前已有应用的功能金属基复合材料 （不含双金属复合材料）主要有用于微电 子技术的电子封装和热沉材料，高导热、 耐电弧烧蚀的集电材料，耐高温摩擦的耐 磨材料、耐腐蚀的电池极板材料等等。主 要选用的金属基体是纯铝及铝合金、纯铜 及铜合金、银、铅、锌等金属。
各种牌号铝、镁合金的成分和性能
24
② 铝和铝合金
铝是低密度、强度较高和耐腐蚀的金属。 实际使用中常加入其它元素形成铝合金，如AlCu-Mg、Al-Zn-Mg-Cu等沉淀硬化合金。
近来开发的Al-Li合金不仅降低了密度，弹 性模量也更高，可用于航空和航天。
③ 镁及镁合金
镁比铝更轻，但机械性能较差，因此常加 入Al、Zn、Mn、Zr等形成镁合金。目前，常用 的主要有Mg-Mn、Mg-Al-Zn、Mg-Cr等耐热合金， 可作连续或不连续纤维的基体材料。
① 目前研究发展最成熟、应用最广泛的 MMC是铝基和镁基复合材料， 用于航天飞机、 人造卫星、空间站、汽车发动机零件、刹车盘等。
对于不同类型的复合材料应选用合适的铝 或镁合金基体。
连续纤维增强MMC：一般选用纯铝或含合
金元素少的单相铝合金；
颗粒、晶须增强MMC：则选用具有高强度
的铝合金。 表2-1 各种牌号铝、镁合金的成分和性能
用碳化硅纤维、碳化钛颗粒、硼化钛颗粒 增强钛合金。
表2-2钛合金的成分和性能
27
钛合金的成分和性能
28
（3 ） 用于1000℃以上的高温复合材料的 金属基体——镍基、铁基耐热合金和金属 间化合物
用于1000℃以上的基体材料中，镍基、铁 基耐热合金已经较成熟；金属间化合物、铌 合金等可在更高的温度下使用，尚处于研究 阶段。
使用，因为Al2O3、 ZrO2的抗热震性差、 SiO2高温下容易发生蠕变和相变。
② 碳化物陶瓷：一般具有比氧化物陶瓷更高
的熔点。最常用的是SiC、WC、B4C、 TiC，制备过程应有气氛保护；耐热温度
约为900—1000℃
39
③ 氮化物陶瓷：具有优良的综合力学性 能和耐高温性能。应用最广泛的是Si3N4， 还有TiN、BN、AlN、C3N4；耐热温度约 为1300—1700℃， BN可达2000 ℃。
优点： 1）高硬度：决定了优异的耐磨性； 2）高熔点：决定了杰出的耐热性； 3）高化学稳定性：决定了良好的耐腐蚀性
W/Ni合金，可以大幅度提高其高温持久性 能和高温蠕变性能，一般可提高1-3倍，主 要用于高性能发动机叶片等重要零件。
表2-3 高温MMC的基体合金成分和性能
29
高温金属基复合材料的基体合金成分和性能
30
金属间化合物
是金属与金属、金属与准金属之间以共价键 形式结合形成的化合物。由原子半径小的一种原 子构成密堆层，其中镶嵌有原子半径大的一种原 子，这是一种高度密堆结构。当它以微粒形式存 在于金属合金的组织中时，将会使金属的整体强 度得到提高，特别是在一定温度范围内，金属的 强度随温度升高而增强。
电子领域 封装材料
轻质、高强结构材 料：如B/Al复合材料
强度、刚度∞尺寸的平方 重量∞尺寸的立方
低热膨胀系数、 高导热系数
5
高体份（60-70%）碳化硅颗粒/铝基复合材料电子封装件
6
国产太行战机用涡轮风扇航空发动机——高温高性能高铌钛铝合金材料
7
基体在复合材料中所占的比例
连续纤维增强金属基复合材料中，基 体约占50%~70%的体积，一般60%左右；
37
2.2 陶瓷材料
2.2.1 陶瓷材料发展历史及概念内涵
传统陶瓷：是采用粘土及其天然矿物质经粉碎加工、 成型、烧结等过程制得，如日用陶瓷、建筑陶瓷、 电瓷，其主要原料是硅酸盐矿物，所以归属于硅酸 盐类材料。
特种陶瓷：高温陶瓷、介电陶瓷、压电陶瓷、高导 热陶瓷、高耐腐蚀陶瓷，所用原材料不局限于天然 矿物，而是扩大到经过人工提纯加工或合成的化工 材料。
结构复合材料的基体大致可分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。
（1）
用于450℃以下的轻金属基体——铝、 镁合金
用于450～700℃的复合材料的金属 （2） 基体——钛合金
（3）
用于1000℃以上的高温复合材料的 金属基体——镍基、铁基耐热合金 和金属间化合物
22
（1） 用于450℃以下MMC的轻金属基体
④ 硼化物陶瓷：主要用作添加剂或第二 相加入其它陶瓷中以改善性能，常用TiB2、 ZrB2。
40
2. 按性能和用途分类
① 结构陶瓷：作为结构材料用于制作结构零件， 主要使用其力学性能。如强度、韧性、硬度、 模量、耐磨性、耐高温性等，上述按化学组 成 Si3分N4类、的Zr四O大2都陶是瓷力大学多性数能为优此异类的，代如表A性l2O结3、 构陶瓷。
连续纤维强度和模量高，是主要承载体。
基体的主要作用是充分发挥增强纤维的性能， 基体本身与纤维有良好的相容性和塑性，而不要 求基体本身有高强度。
因此，可选用铝、镁作基体。
例如：连续C/Al中，纯铝或含有少量合金元
素的铝合金作为基体比高强度铝合金好得多。且
铝合金强度越高，其MMC的性能越低。
16
非连续纤维增强（颗粒、晶须、短纤维）的金属 基复合材料：
19
在选择基体时，应充分注意基体 与增强物的相容性（特别是化学相容 性），并在金属基复合材料成型过程 中，尽可能抑制界面反应。
20
如何增强基体 与增强物的相
容性？
A 对增强纤维进行表面处理改性
B 在金属基体中添加其他成分
C 选择适宜的成型方法或条件
D 缩短材料在高温下停留的时间
21
2.1.2 结构复合材料的基体
金属基体起固结增强物、传递和承受各种载 荷的作用。
3
1
与传统金属材 料相比，金属 基复合材料具 有较高的比强 度、比刚度和 耐磨性
2
3
与树脂基复合材
与陶瓷材料相
料相比，金属基 比，金属基复合
复合材料具有优 材料具有高韧性
良的导电、导热 和高冲击性能、
性，高温性能好， 热膨胀系数小等
可焊接
优点
4
航空、航天领域 构件
35
耐磨零部件： ➢ 汽车发动机零件要求耐磨、导热性好、热
膨胀系数适当。 ➢ 耐磨部件的基体常用的是铝、镁、锌、铜、
铅等金属及合金。 ➢ 例如：碳化硅、氧化铝、石墨颗粒、晶须、
纤维等增强的铝、镁、铜、锌、铅等金属 基复合材料。
36
集成电路： ➢ 金属基体具有良好的导热、导电性和良好
的力学性能，但膨胀系数大、耐电弧烧蚀 性能差等缺点。 ➢ 用碳纤维、金属丝、陶瓷颗粒增强铝、铜、 银及合金材料。 ➢ 例如，在纯铝中加入导热性好、弹性模量 大、热膨胀系数小的石墨纤维、碳化硅颗 粒即可满足集成电路封装、散热的需要。
2.2.3 陶瓷材料的特点
陶瓷材料是金属和非金属元素的固体化合物， 靠共价键和离子键键合。性能特点如下：
30年代发现，室温时延性为零，一拉就断。 80年代，在金属间化合物中加入少量硼，可使其 室温延性提高到50%，与铝相当。目前，可用的 金属间化合物已有300多种。
31
2.1.3 功能用金属基复合材料的基体
功能材料是指在电磁、声、光、热等
方面具有特殊性质，或在其作用下表现出 特殊性能的材料。
功能复合材料是由功能组元和基体组
11
高性能发动机：高比强度、比模量、耐高温性、 抗氧化。选择钛基合金、镍基合金以及金属间化 合物作基体，如碳化硅/钛、钨丝/镍基超合金复合 材料。
用于喷气发动机叶片、涡轮叶片、转轴、火箭发 动机箱体材料。
12
汽车发动机： 耐高温、耐磨、导热、一定高温强度、成本低廉。
选用铝合金作基体材料与陶瓷颗粒、短纤维进行 复合，如碳化硅/铝，碳纤维/铝，氧化铝/铝等复 合材料，用作发动机活塞、缸套等零件。
基体是主要承载物，基体的强度对MMC具有 决定性影响。因此，要求基体具有很高的强度， 需要选用高性能金属基体。如用高强度的铝合金 （如，A365，6061，7075）而不用铝作为基体。
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（3） 基体金属与增强物的相容性
界面破坏产生原因：
金属基复合材 料高温下成型
增强体（纤维）与金属容 易发生化学反应，在界面
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1
2
3
金属基复合材料 金属基复合材料 基体金属与增强
的使用要求
组成的特点
体的相容性
10
（1 ）金属基复合材料的使用要求
不同领域、不同工况下对复合材料构件的性 能要求不同。
航天航空领域：高比强度、比模量、尺寸稳 定性。宜选用密度小的轻金属合金——镁合金、 铝合金作为基体，与高强度、高模量的石墨纤维、 硼纤维进行复合。
现代陶瓷：是以特种陶瓷为基础由传统陶瓷发展起 来的又具有与传统陶瓷不同的鲜明特点的一类新型 陶瓷。它早已超出传统陶瓷的概念和范畴，是高新 技术的产物
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2.2.2 陶瓷的分类
1. 按化学成分分类
① 氧化物陶瓷：Al2O3、SiO2、MgO、ZrO2、 CeO2、CaO、Cr2O3及莫莱石 （3Al2O3·2SiO4）和尖晶石（MgAl2O3） 等，这类CMC避免在高温、高应力环境下
形成反应层
脆性界面反应层受力产生裂纹并向周 围纤维扩散，引起复合材料结构破坏
18
➢基体与纤维的相容性：良好的浸润性、
稳定的界面。 例：在纯铝中加入少量的Ti、Zr等元素，
可明显改善MMC的界面结构和性质，大大 提高MMC的性能。
Fe、Ni高温时会破坏碳纤维的结构， 使其丧失原有强度，因此不能直接用作碳 纤维的基体。
颗粒增强金属基复合材料中，基体约 占40%~90%的体积，一般80~90%%左右；
晶须、短纤维增强金属基复合材料中， 基体约占>70%的体积，一般80%~90%左右。
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2.1.1 选择基体的原则
金属与合金品种繁多，目前用作金属基复合材料的 金属有：铝及铝合金，镁合金，钛合金，镍合金， 铜与铜合金，锌合金，铅、钛铝、镍铝金属间化合 物等。 基体材料成分的正确选择对能否充分组合和发挥基 体金属和增强物性能特点，获得预期的优异综合性 能十分重要。
强物就可以得到优异的物理性能，可以满
足特殊需要。
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电子封装： ➢ 集成度越来越高，功率增大，发热严重，
需用热膨胀系数小、导热性好的材料做基 板和封装材料，以便将热量迅速传走，避 免产生热应力，提高器件可靠性。 ➢ 电子封装金属复合材料的基体主要是纯铝 和纯铜 ➢ SiCp/Al 、SiCp/Cu；Gr/Al、Gr/Cu、 B/Al等。
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电子、信息能源等高技术领域的发展， 要求材料和器件同时具有高力学性能、高 导热、低热膨胀、高导电率、高抗电弧烧 蚀性、高磨擦系数和耐磨性等综合物理性 能。
功能用金属基复合材料所用的金属基
体均具有良好的导热、导电性和良好的力
学性能，但有热膨胀系数大、耐电弧烧蚀
性差等缺点。 在这些基体中加入合适的增
25
(2) 用于450~700℃以下的复合材料基体 ——钛合金
钛有两种晶型：
a钛为六方密堆排列结构，低于885℃时稳
定；b钛是体心立方结构，高于885℃时稳定。
铝能使钛由a向b的转变温度提高，铝是a
相钛的稳定剂；
Fe、Mn、Cr、Mo等能使b 向a的转变温
度降低，它们是b钛的稳定剂。
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钛合金具有相对密度小、耐腐蚀、耐氧化、 强度高等特点，用碳化硅纤维增强的钛基复合 材料可制成叶片和传动轴等零件用于高性能航 空发动机。
第二章 复合材料的基体材料
基体作用：传递荷载、保护增强体； 基体类型：
金属 无wenku.baidu.com非金属（陶瓷、C、水泥等） 聚合物（塑料:热固性、热塑性）
1
各种基体的性质
2
2.1 金属材料
现代科学技术的发展对材料性能的要求越来 越高，特别是航天航空、军事等尖端科学技术的 发展，使得单一材料难以满足实际工程的要求， 这促进了金属基复合材料的迅猛发展。
13
工业集成电路： 要求高导热、低膨胀。选用高导热率的银、铜、
铝作为基体，与高导热性、低热膨胀的超高模量 石墨纤维、金刚石纤维、碳化硅颗粒复合，用作 散热元件和基板。
14
（2） 金属基复合材料组成特点
针对不同的增强体系，应充分分析和考虑 增强物的特点来正确选择基体合金材料。
15
连续纤维增强的金属基复合材料：
元组成。基体不仅起到构成整体的作用， 而且产生协同或加强的作用。可通过组元
的体积分数、连接方式和对称性来大幅度
调整复合材料的性能。
32
2.1.3 功能用金属基复合材料的基体
目前已有应用的功能金属基复合材料 （不含双金属复合材料）主要有用于微电 子技术的电子封装和热沉材料，高导热、 耐电弧烧蚀的集电材料，耐高温摩擦的耐 磨材料、耐腐蚀的电池极板材料等等。主 要选用的金属基体是纯铝及铝合金、纯铜 及铜合金、银、铅、锌等金属。
各种牌号铝、镁合金的成分和性能
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② 铝和铝合金
铝是低密度、强度较高和耐腐蚀的金属。 实际使用中常加入其它元素形成铝合金，如AlCu-Mg、Al-Zn-Mg-Cu等沉淀硬化合金。
近来开发的Al-Li合金不仅降低了密度，弹 性模量也更高，可用于航空和航天。
③ 镁及镁合金
镁比铝更轻，但机械性能较差，因此常加 入Al、Zn、Mn、Zr等形成镁合金。目前，常用 的主要有Mg-Mn、Mg-Al-Zn、Mg-Cr等耐热合金， 可作连续或不连续纤维的基体材料。
① 目前研究发展最成熟、应用最广泛的 MMC是铝基和镁基复合材料， 用于航天飞机、 人造卫星、空间站、汽车发动机零件、刹车盘等。
对于不同类型的复合材料应选用合适的铝 或镁合金基体。
连续纤维增强MMC：一般选用纯铝或含合
金元素少的单相铝合金；
颗粒、晶须增强MMC：则选用具有高强度
的铝合金。 表2-1 各种牌号铝、镁合金的成分和性能
用碳化硅纤维、碳化钛颗粒、硼化钛颗粒 增强钛合金。
表2-2钛合金的成分和性能
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钛合金的成分和性能
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（3 ） 用于1000℃以上的高温复合材料的 金属基体——镍基、铁基耐热合金和金属 间化合物
用于1000℃以上的基体材料中，镍基、铁 基耐热合金已经较成熟；金属间化合物、铌 合金等可在更高的温度下使用，尚处于研究 阶段。
使用，因为Al2O3、 ZrO2的抗热震性差、 SiO2高温下容易发生蠕变和相变。
② 碳化物陶瓷：一般具有比氧化物陶瓷更高
的熔点。最常用的是SiC、WC、B4C、 TiC，制备过程应有气氛保护；耐热温度
约为900—1000℃
39
③ 氮化物陶瓷：具有优良的综合力学性 能和耐高温性能。应用最广泛的是Si3N4， 还有TiN、BN、AlN、C3N4；耐热温度约 为1300—1700℃， BN可达2000 ℃。
优点： 1）高硬度：决定了优异的耐磨性； 2）高熔点：决定了杰出的耐热性； 3）高化学稳定性：决定了良好的耐腐蚀性
W/Ni合金，可以大幅度提高其高温持久性 能和高温蠕变性能，一般可提高1-3倍，主 要用于高性能发动机叶片等重要零件。
表2-3 高温MMC的基体合金成分和性能
29
高温金属基复合材料的基体合金成分和性能
30
金属间化合物
是金属与金属、金属与准金属之间以共价键 形式结合形成的化合物。由原子半径小的一种原 子构成密堆层，其中镶嵌有原子半径大的一种原 子，这是一种高度密堆结构。当它以微粒形式存 在于金属合金的组织中时，将会使金属的整体强 度得到提高，特别是在一定温度范围内，金属的 强度随温度升高而增强。
电子领域 封装材料
轻质、高强结构材 料：如B/Al复合材料
强度、刚度∞尺寸的平方 重量∞尺寸的立方
低热膨胀系数、 高导热系数
5
高体份（60-70%）碳化硅颗粒/铝基复合材料电子封装件
6
国产太行战机用涡轮风扇航空发动机——高温高性能高铌钛铝合金材料
7
基体在复合材料中所占的比例
连续纤维增强金属基复合材料中，基 体约占50%~70%的体积，一般60%左右；
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2.2 陶瓷材料
2.2.1 陶瓷材料发展历史及概念内涵
传统陶瓷：是采用粘土及其天然矿物质经粉碎加工、 成型、烧结等过程制得，如日用陶瓷、建筑陶瓷、 电瓷，其主要原料是硅酸盐矿物，所以归属于硅酸 盐类材料。
特种陶瓷：高温陶瓷、介电陶瓷、压电陶瓷、高导 热陶瓷、高耐腐蚀陶瓷，所用原材料不局限于天然 矿物，而是扩大到经过人工提纯加工或合成的化工 材料。
结构复合材料的基体大致可分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。
（1）
用于450℃以下的轻金属基体——铝、 镁合金
用于450～700℃的复合材料的金属 （2） 基体——钛合金
（3）
用于1000℃以上的高温复合材料的 金属基体——镍基、铁基耐热合金 和金属间化合物
22
（1） 用于450℃以下MMC的轻金属基体
④ 硼化物陶瓷：主要用作添加剂或第二 相加入其它陶瓷中以改善性能，常用TiB2、 ZrB2。
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2. 按性能和用途分类
① 结构陶瓷：作为结构材料用于制作结构零件， 主要使用其力学性能。如强度、韧性、硬度、 模量、耐磨性、耐高温性等，上述按化学组 成 Si3分N4类、的Zr四O大2都陶是瓷力大学多性数能为优此异类的，代如表A性l2O结3、 构陶瓷。
连续纤维强度和模量高，是主要承载体。
基体的主要作用是充分发挥增强纤维的性能， 基体本身与纤维有良好的相容性和塑性，而不要 求基体本身有高强度。
因此，可选用铝、镁作基体。
例如：连续C/Al中，纯铝或含有少量合金元
素的铝合金作为基体比高强度铝合金好得多。且
铝合金强度越高，其MMC的性能越低。
16
非连续纤维增强（颗粒、晶须、短纤维）的金属 基复合材料：
19
在选择基体时，应充分注意基体 与增强物的相容性（特别是化学相容 性），并在金属基复合材料成型过程 中，尽可能抑制界面反应。
20
如何增强基体 与增强物的相
容性？
A 对增强纤维进行表面处理改性
B 在金属基体中添加其他成分
C 选择适宜的成型方法或条件
D 缩短材料在高温下停留的时间
21
2.1.2 结构复合材料的基体
金属基体起固结增强物、传递和承受各种载 荷的作用。
3
1
与传统金属材 料相比，金属 基复合材料具 有较高的比强 度、比刚度和 耐磨性
2
3
与树脂基复合材
与陶瓷材料相
料相比，金属基 比，金属基复合
复合材料具有优 材料具有高韧性
良的导电、导热 和高冲击性能、
性，高温性能好， 热膨胀系数小等
可焊接
优点
4
航空、航天领域 构件
35
耐磨零部件： ➢ 汽车发动机零件要求耐磨、导热性好、热
膨胀系数适当。 ➢ 耐磨部件的基体常用的是铝、镁、锌、铜、
铅等金属及合金。 ➢ 例如：碳化硅、氧化铝、石墨颗粒、晶须、
纤维等增强的铝、镁、铜、锌、铅等金属 基复合材料。
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集成电路： ➢ 金属基体具有良好的导热、导电性和良好
的力学性能，但膨胀系数大、耐电弧烧蚀 性能差等缺点。 ➢ 用碳纤维、金属丝、陶瓷颗粒增强铝、铜、 银及合金材料。 ➢ 例如，在纯铝中加入导热性好、弹性模量 大、热膨胀系数小的石墨纤维、碳化硅颗 粒即可满足集成电路封装、散热的需要。