关于金属基复合材料的一些概述
金属基复合材料的主要特点
金属基复合材料的主要特点金属基复合材料（Metal Matrix Composites, MMCs）是一种由金属或合金作为基体，与一种或多种其他材料（如陶瓷、石墨、碳纤维等）作为增强相组成的复合材料。
这种材料结合了金属和非金属材料的优点，具有许多独特的性能特点。
以下将详细阐述金属基复合材料的主要特点，包括其力学性能、热稳定性、耐磨性、抗腐蚀性以及设计灵活性等方面。
一、优异的力学性能金属基复合材料最显著的特点之一是其优异的力学性能。
由于金属基体具有良好的韧性和塑性，而增强相则具有高强度和高刚度，因此金属基复合材料在保持金属基体良好塑性的同时，能够显著提高材料的强度和刚度。
这种优异的力学性能使得金属基复合材料在航空航天、汽车、机械等领域具有广泛的应用前景。
二、良好的热稳定性金属基复合材料通常具有良好的热稳定性，能够在高温环境下保持较好的力学性能。
这是因为金属基体本身具有较好的导热性和热膨胀性，而增强相则能够有效地阻碍热裂纹的扩展。
因此，金属基复合材料在高温环境下具有较好的结构稳定性和耐久性，适用于高温工况下的结构件和零部件。
三、出色的耐磨性由于增强相的加入，金属基复合材料的硬度和耐磨性得到了显著提高。
在摩擦过程中，增强相能够有效地承受和分散载荷，减少磨损和剥落。
因此，金属基复合材料在摩擦磨损严重的场合（如轴承、齿轮等）具有广泛的应用前景。
四、优异的抗腐蚀性金属基复合材料中的增强相通常具有较好的化学稳定性，能够有效地提高材料的抗腐蚀性能。
此外，通过合理的成分设计和表面处理，还可以进一步提高金属基复合材料的耐腐蚀性能。
这使得金属基复合材料在化工、海洋等腐蚀环境中具有广阔的应用前景。
五、设计灵活性高金属基复合材料的设计灵活性较高，可以通过调整基体和增强相的成分、含量和分布来实现对材料性能的定制和优化。
例如，通过改变增强相的种类、形状和取向，可以调整材料的强度和刚度；通过调整基体的成分和处理工艺，可以改善材料的塑性和韧性。
金属基复合材料的制备及应用
金属基复合材料的制备及应用一、引言金属基复合材料，是指金属基体中添加其他高性能材料，形成的一种新型复合材料。
金属基复合材料具有高强度、高耐磨性、高温性能和导电性能好等优点。
本文将从制备及其应用两个方面分别进行阐述。
二、制备方法目前，金属基复合材料的制备方法主要分为机械法、粉末冶金法、热等静压法及热处理法等几种方法。
1.机械法机械法是把高性能材料加入到金属水泥（搪瓷）中，将其剪切和挤出，形成具有高强度和高导热性的复合材料。
这种方法操作简单，但是强度相对较低。
现在已经很少应用。
2.粉末冶金法粉末冶金法是将高性能材料的粉末与金属粉末混合，进而放入压制模具内进行压制，最后通过热处理得到金属基复合材料。
其精度高、性能稳定，但制备周期较长。
3.热等静压法热等静压法是将高性能陶瓷、纳米粒子及金属混合制粉末分布于金属粉末中，然后通过等静压加工形成复合材料。
其优点是即使是对一些易反应的材料也能热压成型，并且制品光整度好。
但采用这种方法制备的复合材料的强度与轻便型材相比还存在差距。
4.热处理法热处理法是指将高温稳定性好的有色金属及其合金经过热处理后，再经过冷加工以及添加高强度材料，如 SiC，WC 等制成复合材料。
这种方法制备出的复合材料强度较高，且成本较低。
三、应用领域金属基复合材料在工业生产中占有着重要的地位。
下面列举几个常见的应用领域：1.航空领域金属基复合材料在航空领域中应用最为广泛。
由于其高强度、高温性能以及耐腐蚀性，使得它不仅可以制造一个很轻的结构，还可以提高发动机的效率。
2.制造业金属基复合材料广泛应用于制造业生产中，例如汽车制造、机械制造等。
这是因为它可以提高产品的强度及抗性能，同时减少产品重量，节约原材料。
3.核能领域金属基复合材料在核反应堆内作为结构材料，成为了当前研究的重点方向之一。
它的高温性能以及良好的耐辐射性能为核能领域的发展提供了广阔的空间。
4.电子领域金属基复合材料电导率高，散热性能优良，因此广泛用于电子产品的外壳材料、散热片等方面的制造。
金属基复合材料(MMC)制备工艺课件
VS
详细描述
机械合金化法是一种制备金属基复合材料 的有效方法。在球磨机中，将金属粉末与 增强相（如碳纳米管、陶瓷颗粒等）混合 ，在高能球磨过程中，金属粉末与增强相 在剧烈的机械力作用下发生合金化及复合 。该方法具有制备工艺简单、成本低、可 批量生产的优点。
扩散焊接法
总结词
通过在高温和压力作用下，使金属基体与增 强相之间发生相互扩散，实现冶金结合。
用于制备高尔夫球杆、滑 雪板等轻质、高强度的运 动器材。
05 喷射沉积法制备mmc
喷射沉积法的原理
喷射沉积法是一种制备金属基复合材料 的方法，其原理是将两种或多种材料通 过高速喷射流混合，并在快速凝固条件
下形成复合材料。
在喷射沉积过程中，各种材料的颗粒或 液体在高速运动中相互碰撞、混合和分
散，形成均匀的复合材料。
为了获得均匀分布的增强相， 需要采用合适的分散剂和分散
工艺。
常用的分散剂包括表面活性剂 、偶联剂、高分子聚合物等。
分散工艺可以采用球磨、超声 波振动、搅拌等方式。
压制与烧结
压制是将混合分散后的粉末压制成一 定形状和尺寸的预制件。
烧结是使预制件在高温下致密化的过 程，通过物质迁移和组织转变来实现 。
除了上述两种方法外，还有化学沉积法、物理气相沉 积法、熔融浸渗法等方法制备金属基复合材料。
详细描述
化学沉积法是通过化学反应在金属基体上沉积增强相 ，实现复合。物理气相沉积法是利用物理过程，在金 属基体上沉积增强相，制备金属基复合材料。熔融浸 渗法是将增强相（如碳纤维、陶瓷颗粒等）与金属基 体混合，经过熔融、浸渗后冷却固化，制备出金属基 复合材料。这些方法各有特点，适用范围也不同，可 根据实际需求选择合适的制备方法。
金属基复合材料的研究及其应用
金属基复合材料的研究及其应用一、介绍金属基复合材料是指由金属基质和其它加强相（包括金属相和非金属相）组成的复合材料。
其概念最早出现在20世纪60年代末，在材料科学领域引起了广泛关注。
金属基复合材料具有很好的综合性能，被广泛应用于航空、汽车、船舶、电子、机械等重要领域。
二、分类根据加强相的种类和形状，金属基复合材料可以分为以下几种类型：（1）颗粒增强型金属基复合材料：由金属基质中添加颗粒状的非金属相组成，具有良好的耐磨性和热稳定性。
（2）纤维增强型金属基复合材料：由金属基质中添加纤维状的非金属相组成，具有很高的拉伸强度和模量。
（3）片层增强型金属基复合材料：由金属基质中添加片层状的非金属相组成，具有很好的自润滑性和耐蚀性。
三、制备方法金属基复合材料的制备方法有以下几种：（1）熔融浸渍法：将非金属相与金属基质混合后，进行熔融浸渍处理，利用熔体的表面张力将非金属相吸附至金属基质表面。
（2）热压法：将非金属相与金属基质一起放入加热压模中，在高温高压下进行热压处理，使其在金属基质内部形成均匀分散的结构。
（3）冲击法：将非金属相加入到金属基质中，然后进行高速撞击，使非金属相与金属基质发生化学反应，形成复合材料。
四、应用金属基复合材料具有高强度、高模量、抗疲劳性良好、耐磨损、耐腐蚀、耐高温等优秀性能，因此在许多领域得到了广泛应用。
（1）汽车领域：大量使用金属基复合材料替代传统的铸铁材料和钢材，以减轻汽车的自重并提高汽车的性能。
（2）航空航天领域：金属基复合材料被广泛应用于航空发动机、机翼、舵面等部位，以提高航空器的性能和降低其重量。
（3）电子领域：金属基复合材料被广泛应用于电子设备的散热板、封装壳体等材料上，以提高设备的散热性能。
（4）机械领域：金属基复合材料被广泛应用于制造高速列车的轮毂、高速机床的转子等零部件。
五、结论金属基复合材料具有很好的综合性能和广泛的应用前景，将在人类的工业生产和科学研究中发挥更重要和更广泛的作用。
金属基复合材料
金属基复合材料的制备
（一）粉末冶金复合法 粉末冶金复合法基本原理与常规的粉末冶金法相同，包括烧结成形法、烧结制坯加塑法加工成形法等适合于分散强化型复合 材料（颗粒强化或纤维强化型复合材料）的制备与成型。 粉末冶金复合法的工艺主要优点是：基体金属或合金的成分可自由选择，基体金属与强化颗粒之间不易发生反应；可自由选 择强化颗粒的种类、尺寸，还可多种颗粒强化；强化颗粒添加量的范围大；较容易实现颗粒均匀化。 缺点是：工艺复杂，成本高；制品形状、尺寸受限制；微细强化颗粒的均匀分散困难；颗粒与基体的界面不如铸造复合材料 等。
（二）铸造凝固成型法 铸造凝固成型法是在基体金属处于熔融状态下进行复合。主要方法有搅拌铸造法、液相渗和法和共喷射 沉积法等。铸造凝固成型铸造复合材料具有工艺简单化、制品质量好等特点，工业应用较广泛。
1、原生铸造复合法 原生铸造复合法（也称液相接触反应合成技术Liquid Contact Reaction：LCR）是将生产强化颗粒的原料 加到熔融基体金属中，利用高温下的化学反应强化相，然后通过浇铸成形。这种工艺的特点是颗粒与基体材料之间的结合状态良 好，颗粒细小（0.25～1.5μm），均匀弥散，含量可高达40%，故能获得高性能复合材料。常用的元素粉末有钛、碳、硼等，化 合物粉末有Al2O3、TiO2、B2O3等。该方法可用于制备A1基、Mg基、Cu基、Ti基、Fe基、Ni基复合材料，强化相可以是硼化 物、碳化物、氮化物等。 2、搅拌铸造法 搅拌铸造法也称掺和铸造法等，是在熔化金属中加入陶瓷颗粒，经均匀搅拌后浇入铸模中获得制品或二次加工 坯料，此法易于实现能大批量生成，成本较低。该方法在铝基复合材料的制备方面应用较广，但其主要缺点是基体金属与强化颗 粒的组合受限制。原因有两方面：①强化颗粒与熔体基本金属之间容易产生化学反应；②强化颗粒不易均匀分散在铝合金一类的 合金熔体中，这是由于陶瓷颗粒与铝合金的润滑性较差，另一个问题是陶瓷颗粒容易与溶质原子一起在枝晶间产生偏析。 3、半固态复合铸造法 半固态复合铸造法是从半固态铸造法发展而来的。通常金属凝固时，初生晶以枝晶方式长大，固相率达 0.2%左右时枝晶就形成连续网络骨架，失去宏观流动性。如果在液态金属从液相到固相冷却过程中进行强烈搅拌则使树枝晶网 络骨架被打碎而保留分散的颗粒状组织形态，悬浮于剩余液相中，这种颗粒状非枝晶的微组织在固相率达 0.5%～0.6%仍具有一 定的流变性。液固相共存的半固态合金因具有流变性，可以进行流变铸造；半固态浆液同时具有触变性，可将流变铸锭重新加热 到固、液相变点软化，由于压铸时浇口处及型壁的剪切作用，可恢复流变性而充满铸型。强化颗粒或短纤维强化材料加入到受强 烈搅拌的半固态合金中，由于半固态浆液球状碎晶粒对添加颗粒的分散和捕捉作用，既防止颗粒的凝聚和偏析，又使颗粒在浆液 中均匀分布，改善了润湿性并促进界面的结合。 4、含浸凝固法（MI技术） 含浸凝固法是一种将预先制备的含有较高孔隙率的强化相成形体含浸于熔融基体金属之中，让基体 金属浸透预成型体后，使其凝固以制备复合材料的方法。有加压含浸和非加压含浸两种方法。含浸法适合于强化相与熔融基体金 属之间润湿性很差的复合材料的制备。强化相含量可高达30%～80%；强化相与熔融金属之间的反应得到抑止，不易产生偏折。 但用颗粒作强化相时，预成形体的制备较困难，通常采用晶须、短纤维制备预成形体。熔体金属不易浸透至预成形体的内部，大 尺寸复合材料的制备较困难。
金属基复合材料的特性
金属基复合材料的特性金属基复合材料是一种由金属基体和非金属增强相组成的材料。
它具有独特的特性，使其在许多领域得到广泛应用。
本文将介绍金属基复合材料的特性，包括高强度、高刚度、耐磨性、耐腐蚀性和导热性。
1. 高强度金属基复合材料具有较高的强度，这是由于增强相的加入使其具有更好的抗拉强度和屈服强度。
增强相可以是纤维、颗粒或片状材料，如碳纤维、陶瓷颗粒或硼片。
这些增强相的加入可以有效地提高金属基体的强度，使其在承受高载荷时不易发生变形或破裂。
2. 高刚度金属基复合材料的刚度也较高，这是由于增强相的加入使其具有更好的抗弯刚度和剪切刚度。
增强相的加入可以有效地提高金属基体的刚度，使其在受力时不易发生变形或屈曲。
这使得金属基复合材料在需要高刚度的应用中具有优势，如航空航天、汽车和船舶制造等领域。
3. 耐磨性金属基复合材料具有较好的耐磨性，这是由于增强相的加入使其具有更好的耐磨性能。
增强相可以有效地提高金属基体的硬度和耐磨性，使其在摩擦和磨损环境中具有更长的使用寿命。
这使得金属基复合材料在需要耐磨性的应用中得到广泛应用，如机械零件、刀具和轴承等领域。
4. 耐腐蚀性金属基复合材料具有较好的耐腐蚀性，这是由于增强相的加入使其具有更好的耐腐蚀性能。
增强相可以有效地提高金属基体的抗腐蚀能力，使其在腐蚀介质中具有更长的使用寿命。
这使得金属基复合材料在需要耐腐蚀性的应用中得到广泛应用，如化工设备、海洋工程和石油钻探等领域。
5. 导热性金属基复合材料具有较好的导热性，这是由于金属基体的导热性能较好。
金属基体可以有效地传导热量，使其在需要导热性的应用中具有优势，如散热器、电子器件和航空发动机等领域。
综上所述，金属基复合材料具有高强度、高刚度、耐磨性、耐腐蚀性和导热性等特性。
这些特性使得金属基复合材料在许多领域得到广泛应用，如航空航天、汽车、机械制造和化工等领域。
随着科技的不断进步，金属基复合材料的特性将得到进一步的提升和应用拓展。
金属基复合材料简介及研究现状
3D打印技术
02
利用3D打印技术，实现金属基复合材料的定制化、高效制造
。
多尺度复合技术
03
发展多尺度复合技术，实现金属基复合材料的多层次结构设计
。
05
结论与展望
研究成果总结
金属基复合材料的制备技术得到改进，包括粉末冶金法、喷射沉积法、机械合金 化法等复合材料的应用领域不断扩大，涉及到能源、环保、医疗、航空航天等领 域，且在各个领域中都有显著的应用成果。
02
金属基复合材料的性能与 特点
力学性能
01
02
03
强度与硬度
金属基复合材料具有较高 的强度和硬度，能够承受 较大的应力和压力。
韧性
金属基复合材料的韧性比 金属单质更强，能够吸收 更多的能量，抵抗冲击和 振动。
疲劳性能
金属基复合材料的疲劳性 能较好，能够在反复应力 作用下保持稳定的性能。
物理性能
由于金属基复合材料具有高强度、高刚性和 轻质等优点，因此在航空航天领域得到广泛 应用，如飞机结构件、卫星部件等。
金属基复合材料在汽车工业中也有广泛应用 ，如汽车发动机部件、变速器齿轮等。
能源领域
生物医学领域
金属基复合材料在能源领域也有广泛应用， 如太阳能电池板支架、核反应堆结构件等。
金属基复合材料在生物医学领域也有广泛应 用，如人工关节、牙科种植体等。
扩散法
将增强体和金属基体在高温下进行扩散处理，使两者相互 渗透、结合，形成复合材料。该方法适用于制备连续或非 连续增强金属基复合材料。
喷射沉积法
将增强体和金属熔体通过喷射、雾化等方法制备成复合材 料。该方法适用于制备连续或非连续增强金属基复合材料 。
金属基复合材料的应用领域
金属基复合材料
⾦属基复合材料以⾦属或合⾦为基体，并以纤维、晶须、颗粒等为增强体的复合材料。
按所⽤的基体⾦属的不同，使⽤温度范围为350～120℃。
其特点在⼒学⽅⾯为横向及剪切强度较⾼，韧性及疲劳等综合⼒学性能较好，同时还具有导热、导电、耐磨、热膨胀系数⼩、阻尼性好、不吸湿、不⽼化和⽆污染等优点。
例如碳纤维增强铝复合材料其⽐强度3～4×107mm，⽐模量为6～8×109mm，⼜如⽯墨纤维增强镁不仅⽐模量可达1.5×1010mm，⽽且其热膨胀系数⼏乎接近零。
⾦属基复合材料按增强体的类别来分类，如纤维增强(包括连续和短切)、晶须增强和颗粒增强等，按⾦属或合⾦基体的不同，⾦属基复合材料可分为铝基、镁基、铜基、钛基、⾼温合⾦基、⾦属间化合物基以及难熔⾦属基复合材料等。
由于这类复合材料加⼯温度⾼、⼯艺复杂、界⾯反应控制困难、成本相对⾼，应⽤的成熟程度远不如树脂基复合材料，应⽤范围较⼩。
树脂基复合材料通常只能在350℃以下的不同温度范围内使⽤。
近些年来正在迅速开发研究适⽤于350℃～1200℃使⽤的各种⾦属基复合材料。
⾦属基复合材料是以⾦属或合⾦为基体与各种增强材料复合⽽制得的复合材料。
增强材料可为纤维状、颗粒状和晶须状的碳化硅、硼、氧化铝及碳纤维。
⾦属基体除⾦属铝、镁外，还发展有⾊⾦属钛、铜、锌、铅、铍超合⾦和⾦属间化合物，及⿊⾊⾦属作为⾦属基体。
⾦属基复合材料除了和树脂基复合材料同样具有⾼强度、⾼模量外，它能耐⾼温，同时不燃、不吸潮、导热导电性好、抗辐射。
是令⼈注⽬的航空航天⽤⾼温材料，可⽤作飞机涡轮发动机和⽕箭发动机热区和超⾳速飞机的表⾯材料。
⽬前不断发展和完善的⾦属基复合材料以碳化硅颗粒铝合⾦发展最快。
这种⾦属基复合材料的⽐重只有钢的1/3，为钛合⾦的2/3，与铝合⾦相近。
它的强度⽐中碳钢好，与钛合⾦相近⽽⼜⽐铝合⾦略⾼。
其耐磨性也⽐钛合⾦、铝合⾦好。
⽬前已⼩批量应⽤于汽车⼯业和机械⼯业。
金属基复合材料概述
Ｓｉ、Ａｌ—ｃｕ和Ａｌ—Ｆｅ等体系。增强体主要有Ｓｉｃ颗粒、 Ａ１２０３颗粒、Ｂｃ４颗粒、ＴｉＣ颗粒等。其中采用ＳｉＣ颗 粒增强的铝基复合材料具有性能高、价格低、密度 小等优点，是目前应用最广泛的铝基复合材料，在 国外已经实现规模化生产。美国ＤｗＡ公司用ＳｉＣ颗 粒增强６０９２铝基复合材料代替铝合金制造Ｆ—１６战 斗机的垂直尾翼，提高寿命１７倍。Ｅｕｒｏｃｏｐｔｅｒ公司已
按照基体和增强体的不同，金属基复合材料可 按照如下分类。 按基体材料分为：黑色金属基（钢、铁）、有色 金属基（铝基、锌基、镁基、铜基、钛基、镍基）、耐 热金属基、金属间化合物基复合材料等。目前铝基、 镁基、钛基复合材料发展较为成熟，已逐步应用于 航空航天、电子、汽车等工业领域。 按增强体分为：连续纤维增强金属基复合材料； 非连续增强金属基复合材料（颗粒、短纤维、晶须增 强金属基复合材料）；混杂增强金属复合材料、层板金 属基复合材料；自生增强金属基复合材料（包括反应、 定向凝固、大变形等途径自生颗粒、晶须、纤维状增 强体）等。其中，自生复合材料的增强相在热力学上 是稳定的，界面结合强度高，而且增强体的尺寸和体 积分数可以通过工艺参数控制，是目前研究的热点。
Hale Waihona Puke 在金属基体中加入适量的高强度、高模量、低 密度的纤维、晶须及颗粒等增强体，可显著提高 复合材料的比强度和比模量。如：碳纤维密度只有
１．８５咖ｍ３，最高强度可达７，ｏｏｏＭＰａ，比铝合金强度
高出１０倍以上。石墨纤维的最高模量可达９００ＧＰａ， 比普通钢材要高４倍以上，而Ｂ纤维、Ｓｉｃ颗粒的密度
２金属基复合材料的分类
４典型的金属基复合材料
４．１铝基复合材料 铝及铝合金具有密度低、塑韧性好、导热导电 性较好等优点，但其熔点低、耐磨性差的缺陷限制 了其在更广范围和更高领域的应用。而铝基复合材 料通过增强相的加入使之具有高比强度、高比刚度、 耐磨性好、尺寸稳定性好以及易于加工等一系列优 良特性，在航空航天、汽车、电子等工业领域具有十 分广泛的应用前景。 铝基复合材料常用的基体有Ａｌ—Ｍ
金属基复合材料
一、1、复合材料的定义与分类：复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
按性能高低分为常用复合材料和先进复合材料。
按用途可分为结构复合材料和功能复合材料。
2、金属基复合材料是以陶瓷（连续长纤维、短纤维、晶须及颗粒）为增强材料，金属（铝、镁、钛、镍、铁、铜等）为基体材料而制备的。
3、金属基复合材料按用途分类：结构复合材料、功能复合材料；按基体分类：铝、镍、钛基复合材料；按增强体分类：连续纤维增强金属基复合材料、非连续增强金属基复合材料（外加和内生）、层状复合材料。
4、内生增强的金属基复合材料具有如下特点：增强体是从金属基体中原位形核、长大的热力学稳定相，因此，增强体表面无污染，避免了与集体相容性不良的问题，且界面结合强度高；通过合理选择反应元素的类型、成分及其反应性，可有效地控制原位生成增强体的种类、大小、分布和数量；省去了增强体单独合成、处理和加入等工序，因此，其工艺简单，成本较低；从液态金属基体中原位形成增强体的工艺，可用铸造方法制备形状复杂、尺寸较大的近净成型构件；在保证材料具有较好的韧性和高温性能的同时，可较大幅度地提高材料的强度和弹性模量。
5、金属基复合材料特性：金属基复合材料的性能取决于所选金属或合金基体和增强体的特性、含量、分布等。
通过优化组合可以获得既具有金属特性，又具有高比强度、高比模量、耐热、耐磨等综合性能。
高比强度、高比模量；导热、导电性能；热膨胀系数小，尺寸稳定性好；良好的高温性能；耐磨性好；良好的疲劳性能和断裂韧度；不吸潮，不老化，气密性好。
二、1、增强体的作用：增强体是金属基复合材料的重要组成部分，它起着提高金属基体的强度、模量、耐热性、耐磨性等性能的作用。
2、增强体选择：应具有良好的力学性能（杨氏模量）；良好的物理性能（密度和热扩散系数）；良好的化学稳定性；与金属基体具有良好的浸润性；成本。
3、增强体分类：按形态分纤维类增强体（连续长纤维和短纤维）；颗粒类增强体（外加和内生）；晶须类增强体（人工条件下细小单晶）；其他增强体（高强度、高模量金属丝）。
金属基复合材料
2）界面的形成及机制，界面产物的控制及界面设计； 3）增强剂在基体中的均匀分布： 在选择制备方法时，应选择那些使得增强剂更均匀、均质排 布（分布）的方法。在这方面，液态法与固态法相比较差。 4）制备工艺方法及参数的选择和优化； 5）制备成本的控制和降低，工业化应用的前景。
图9-11 粉末（冶金）法制备金属 基复合材料示意图
3 - 6 固态法制备工艺方法及参数的选择和优化固态法工艺的 主要参数：
1) 温度、时间: D = D0 exp （- Q / RT） D：扩散系数；Q： 扩散激活能。
X = k t 1/2 X：反应层厚度； k：反应速度常数。 2) 压力：促进结合 面的接触及在一定 温度下的金属基体 的塑性流动。 3) 结合面的清洁度：
合材料时，主要是基体
与基体之间的扩散结合，
有利于材料界面的改善；
同时通过控制基体沉积
层的厚度可控制纤维的 体积比。
图 9-4 PVD法纤维表面金属基体沉积层
2 - 4 粉末法纤维/基体复合丝
首先将金属基体粉末与聚合物 粘接剂混合制成基体粉末/聚合 物粘接剂胶体，然后将纤维通 过带有一定孔径毛细管的胶槽， 在纤维表面均匀地涂敷上一层 基体粉末胶体，干燥后形成一 定直径的纤维/基体粉末复合丝。 复合丝的直径取决于胶体的粘 度、纤维走丝速度以及胶槽的 毛细管孔径等。
业化生产。铝基复合材料单坯可达250公斤。
4 - 4 无压浸渗法（Lanxide法）
金属基复合材料
金属基复合材料
金属基复合材料是一种由金属基体和其他非金属材料（如陶瓷、碳纤维等）组
成的复合材料。
它具有金属的高强度、刚性和导热性，同时又具有非金属材料的轻量化和耐腐蚀性能。
金属基复合材料在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着广泛的应用。
首先，金属基复合材料的制备方法有多种，其中包括粉末冶金法、热压法、热
处理法等。
粉末冶金法是将金属粉末与非金属粉末混合后，通过压制和烧结得到复合材料。
热压法是将金属基体和非金属材料层叠在一起，然后通过高温和高压进行热压，使两者紧密结合。
热处理法则是将金属基体与非金属材料进行热处理，使其在高温下发生化学反应，形成复合材料。
其次，金属基复合材料具有优异的性能。
首先，它具有高强度和高刚性，能够
承受较大的载荷，因此在航空航天领域得到广泛应用。
其次，金属基复合材料具有良好的导热性和导电性，能够有效地传递热量和电流，因此在电子设备中有着重要的作用。
此外，金属基复合材料还具有耐磨损、耐腐蚀等特性，能够在恶劣环境下长期稳定运行。
最后，金属基复合材料的发展前景广阔。
随着科技的不断进步，金属基复合材
料的制备工艺和性能将不断得到提升，其应用领域也将不断扩大。
未来，金属基复合材料有望在汽车制造、建筑领域等方面发挥更加重要的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
综上所述，金属基复合材料具有制备方法多样、优异的性能和广阔的发展前景。
它在现代工业中有着重要的地位，为各个领域的发展提供了重要支撑。
相信随着科技的不断进步，金属基复合材料将会迎来更加美好的未来。
金属基等生物医用复合材料
将生物活性物质（如生长因子、药物等）与金属基生物医用复合材料结合，实现治疗和修 复的双重功能。
02
金属基生物医用复合材料的制 备技术
Chapter
粉末冶金法
粉末冶金法是一种传统的制备金属基复合材料的方法， 通过将金属粉末与增强相混合，经过压制、烧结等工艺 制备出复合材料。 该方法的优点是制备工艺简单、成本低，可以制备出形 状复杂的复合材料，适用于大规模生产。
定义
金属基生物医用复合材料是由金属或其合金作为基 体，与其他生物材料（如陶瓷、高分子、生物活性 玻璃等）复合而成，用于人体组织和器官的诊断、 治疗和修复的一类新型生物医用材料。
分类
根据金属基体和复合材料的种类，金属基生物医用 复合材料可分为金属/陶瓷复合材料、金属/高分子 复合材料、金属/生物活性玻璃复合材料等。
维实体。
该方法的优点是可以快速制造出 复杂的形状，且可以个性化定制
。
缺点是打印过程中容易出现层间 开裂、翘曲等问题，且打印材料
的种类有限。
03
金属基生物医用复合材料的性 能研究
Chapter
力学性能
总结词
金属基生物医用复合材料的力学性能对其在医疗应用中的稳定性和持久性至关 重要。
详细描述
这些材料需要具备足够的强度和刚度，以承受使用过程中的各种应力，同时保 持结构的完整性。此外，良好的韧性也是必不可少的，以防止因冲击或疲劳而 导致的断裂。
金属基生物医用复合材料的应用领域
01
人工关节
用于替代病变或损伤 的关节面，提高关节 功能和患者生活质量 。
02
牙科修复材料
用于牙齿缺损的修复 和美容，如牙种植体 和牙冠等。
03
血管支架
用于治疗血管狭窄或 闭塞性疾病，支撑狭 窄或闭塞的血管。
金属基复合材料(MMC)
图 9-4 PVD法纤维表面金属基体沉积层
2 - 4 粉末法纤维/基体复合丝
图9-5 粉末法纤维/基体复合丝示意图
2 - 6 熔池法纤维 / 基体复合丝
图 9-6 熔池法纤维 / 基体复合丝示意图
这种复合丝制备方法主要是应用于碳纤维或石墨纤维增强铝基复合材料。 由于碳纤维或石墨纤维与铝液接触会反应生成Al4C3界面生成物。过量的脆性相Al4C3生成会严重影响复合材料的性能。 如图9-6所示，对纤维进行Ti-B或（液态）金属钠表面涂层处理可以增加纤维与铝液的润湿性，防止过量的脆性相Al4C3生成。
图 9-9 模压成型制备金属基复合材料示意图 模压成型也是扩散结合的一种手段。将纤维/基体预制体放置在具有一定形状的模具中进行扩散结合，最终得到一定形状的最终制品。常用这种工艺制备各种型材（图9-9）。
3-4 超塑性成型/ 扩散结合 （SPF / DB）
超塑性：材料在低负载作用下，拉伸变形时不发生缩颈，也不发生断裂，延伸率可达 100% 到 2000% 的现象。塑性流变和应变速度的关系如下： = K (e ) m 式中 ：流变应力；e：应变速度；K：常数；m：应变速度敏感指数，衡量超塑性的重要参数。 影响超塑性的因素： 1) 形变速度：10 -4 ~10 -1 /分 2) 温度：> 0. 5T m ，达到相变临界点以下的某一温度可得到最大的m值和延伸率。 3) 晶粒度： 稳定、等轴、复相直径为0.5 5 m的细晶粒。
金属基复合材料
扩散结合的工艺过程
扩散结合工艺中，增强纤维与基体的结合主要分为三个关键
步骤：①纤维的排布；②复合材料的叠合和真空封装；③热压。 a)金属箔复合法 b)金属无纬带重叠法 c)表面镀有金属的纤维结合法
扩散结合的特点
采用扩散结合方式制备金属基复合材料，工艺相对复 杂，工艺参数控制要求严格，纤维排布、叠合以及封装 手工操作多，成本高。 但扩散结合是连续纤维增强并能按照铺层要求排布的 唯一可行的工艺。
3、金属基复合材料的界面优化及界面设计
改善增强剂与基体的润湿性以及控制界面反应
的速度和反应产物的数量，防止严重危害复合材料 性能的界面或界面层的产生，进一步进行复合材料 的界面设计，是金属基复合材料界面研究的重要内 容。
从界面优化的观点来看，增强剂与基体在润湿
后又能发生适当的界面反应，达到化学结合，有利 于增强界面结合，提高复合材料的性能。
界面优化以及界面设计一般有以下几种途径：
增强剂的表面改性处理 （1）改善增强剂的力学性能(保护层);
（2）改善增强剂与基体的润湿性和粘着性(润湿层);
（3）防止增强剂与基体之间的扩散、渗透和反应(阻挡 层); （4）减缓增强剂与基体之间因弹性模量、热膨胀系数 等的不同以及热应力集中等因素所造成的物理相容性 差的现象(过渡层、匹配层)。 常用的增强材料的表面(涂层)处理方法有：PVD、 CVD、电化学、溶胶-凝胶法等。 23
机械“锚固”力结合。
（2）浸润与溶解结合：第二类界面。如相互溶解严重，也可 能发生溶解后析出现象，严重损伤增强剂，降低复合材料的 性能。如采用熔浸法制备钨丝增强镍基高温合金复合材料以 及碳纤维/镍基复合材料在600C下碳在镍中先溶解后析出的 现象等。 （3）化学反应结合：第三类界面。大多数金属基复合材料 的基体与增强相之间的界面处存在着化学势梯度。只要存在 着有利的动力学条件，就可能发生相互扩散和化学反应。
金属基复合材料原位复合工艺
金属基复合材料原位复合工艺金属基复合材料（Metal Matrix Composites，MMC）是一种由金属基体和强化相组成的复合材料。
与传统金属材料相比，金属基复合材料具有更高的强度、刚度和耐热性，同时保持了金属材料的良好导热和导电性能。
金属基复合材料的原位复合工艺是制备金属基复合材料的一种重要方法。
原位复合是指通过在金属基体中添加特定的强化相，并通过热处理使强化相与基体发生化学反应或物理相互作用，从而形成金属基复合材料。
这种工艺可以充分利用金属基体和强化相的优点，实现材料性能的优化。
在原位复合工艺中，选择合适的强化相是关键。
常用的强化相包括颗粒、纤维和片层。
颗粒强化相是指将颗粒状的强化相添加到金属基体中，通过热处理使颗粒与基体发生反应或形成强化相分散态。
纤维强化相是指将纤维状的强化相添加到金属基体中，通过热处理使纤维与基体形成化学键合或物理结合。
片层强化相是指将片层状的强化相添加到金属基体中，通过热处理使片层与基体形成化学键合或物理结合。
原位复合工艺的关键步骤包括强化相的选择、预处理、混合、热处理和后处理。
首先，根据金属基体的要求和应用场景选择合适的强化相。
然后，对强化相进行预处理，如球磨、表面处理等，以提高其与金属基体的相容性。
接下来，将预处理后的强化相与金属基体进行混合，并形成均匀分散的体系。
混合过程中可采用机械混合、溶液共沉淀等方法。
混合后的体系经过热处理，使强化相与金属基体发生反应或结合。
最后，对原位复合材料进行后处理，如热处理、机械加工等，以获得所需的性能和形态。
金属基复合材料的原位复合工艺具有以下优点：首先，可以在金属基体中实现强化相的均匀分散，避免了强化相的聚集和团聚现象。
其次，原位复合工艺可以改善金属基体的力学性能，提高材料的强度、刚度和耐热性。
同时，金属基复合材料还保持了金属材料的导热和导电性能，具有良好的综合性能。
此外，原位复合工艺还可以实现对金属基体材料的改性，满足特定应用的需求。
金属基复合材料的研究及应用
金属基复合材料的研究及应用材料科学与工程领域一直是一道几十年难以逾越的技术障碍，其在当代科技领域中具有十分重要的应用，而在这一领域的一个分支，金属基复合材料的研究和应用越来越成为人们关注的焦点。
本文将从以下几个方面来探讨这个领域的发展和应用。
1. 金属基复合材料的定义和特点金属基复合材料，顾名思义，就是指金属作为基体，它可以被强化和增强的材料被称为复合材料。
金属基复合材料是由金属基体和强化相（如纤维、颗粒、层间化合物、液态甚至气体等）组成的。
它与传统材料相比，具有优异的特点，如较高的强度、坚韧度和刚度，良好的耐蚀性和耐高温性，使得它在航空航天、汽车工业、工具制造和建筑材料等领域具有广泛的应用前景。
2. 金属基复合材料的制备金属基复合材料的制备包括两种方法：机械变形和化学/物理合成。
机械变形包括拉延、轧制和挤压等，这些方法主要用于制备金属基纤维增强复合材料（MMCs），其中的强化相通常是高强度的碳纤维、陶瓷纤维或金属纤维。
化学/物理合成技术分为两大类：一类是在基体内及其表面上通过化学反应、物理沉积、溶液沉积等方法合成增强相；另一类是在高温下，通过化学反应在金属基体与增强相之间形成化合物或间金属化合物。
3. 金属基复合材料的应用金属基复合材料在航空航天、军事领域、船舶、汽车工业、建筑材料等领域具有广泛的应用前景。
在航空航天领域，金属基复合材料可用于制造高强度和耐高温零件，如涡轮机叶片、航空发动机叶盘、制动盘、燃气轮机叶片等。
在军事领域，金属基复合材料可用于制造高强度的防弹材料和炮弹外壳。
在汽车工业中，金属基复合材料的应用可减轻车辆重量，改善燃油经济性和行驶性能，降低零部件的维修和更换成本。
在建筑领域，金属基复合材料可用于制造高强度的支架、构件、框架等。
4. 未来金属基复合材料的发展趋势随着科技的进步，金属基复合材料的应用前景将更为广阔。
未来的研究趋势包括：优化基质材料性能、完善增强技术、加强性能预测与设计、改进制造工艺等。
金属基复合材料简介
金属基复合材料简介金属基复合材料（Metal Matrix composites,MMCs）主要是指以金属、合金为基体材料，以纤维、晶须、颗粒等高强度材料作为增强体，制备而成的一种复合材料。
MMCs的常用的制备方法有：粉末冶金法、原位生成复合法、喷射成形法、铸造凝固成型法等。
按照不同增强相可以分为连续纤维增强（主要有碳及石墨纤维、碳化硅纤维、硼纤维、氧化铝纤维、不锈钢丝和钨丝）、非连续纤维增强（包括碳化硅、氧化铝、碳化硼等颗粒增强，碳化硅、氧化铝、等晶须增强，氧化铝纤维等短纤维增强）和叠层复合三类复合材料。
引入增强相在一定程度上会改变基体材料的显微结构和组织，如亚结构、位错形态和晶粒尺寸等，从而提高和弥补了基体材料在某些性能上的缺陷，使得MMCs 具备高的比强度和比模量、耐高温、耐腐蚀、热膨胀系数小、尺寸稳定性强、良好的导电和导热性等优异的物理和力学性能。
因此，MMCs已经取代了部分传统材料，并逐渐成为国内外材料科学研究的重点领域。
铜是人类发现最早并最实用的金属之一，因其具有优良的延展性，仅次于银的电导率，仅次于金银的热导率，一直以来备受重视。
但是，铜的力学性能(耐磨性、硬度、强度、抗蠕变性等)较差，限制了铜在工业和军事等领域的应用。
在众多MMCs中，铜基复合材料以其优异的导电、导热性能、耐腐蚀性以及良好的加工性而被广泛关注。
从二十世纪六十年代开始，铜基复合材料的相关研究逐渐开展，许多科学家在铜基体中加入了不同的增强体，发现该复合材料既保持了铜的优点，又弥补了铜力学性能上的不足。
时至今日，铜基复合材料的研究已经持续了几十年，形成了以颗粒增强铜基复合材料、纤维增强铜基复合材料、晶须增强铜基复合材料三大类别。
1、颗粒增强铜基复合材料颗粒增强铜基复合材料目的是将性能优异的颗粒均匀分散于铜基体，提高铜基复合材料的综合性能。
颗粒增强相产生的钉扎作用能够极大的阻碍位错的运动从而增强复合材料的强度，使铜基复合材料的力学性能、耐磨以及高温性能大幅提高。
金属基复合材料的应用
金属基复合材料的应用
金属基复合材料是由金属基体和添加的其他材料组成的复合材料。
金属基复合材料具有金属的高强度、刚性和导热性，同时又具备非金属材料的轻、强、耐高温、耐腐蚀等特点，因此在多个领域有广泛的应用。
1. 汽车和航空航天：金属基复合材料在汽车和航空航天领域中应用广泛，可以用于制造轻量化、高性能的车身和结构件，能有效减少车辆重量，提高燃油经济性和减少尾气排放。
2. 电子电气：金属基复合材料在电子领域中用于制造散热器、导热板等散热部件，提高电子设备的散热效果，保证设备的可靠性和稳定性。
3. 机械工程：金属基复合材料在机械工程中用于制造高强度、耐磨损的零件，如轴承、齿轮、刀具等，提高机械设备的性能和寿命。
4. 船舶建筑：金属基复合材料可以用于制造船舶的船体、舾装件等，能够减轻船舶重量、提高航行速度、降低燃油消耗。
5. 建筑工程：金属基复合材料在建筑领域中用于制造外墙装饰材料、屋顶材料等，具有抗腐蚀、防火、耐候性能，同时还能提供良好的隔热和隔音效果。
6. 医疗器械：金属基复合材料在医疗器械制造中可以用于制造骨矫正器、人工关节等，具有良好的生物相容性和机械性能，
能够提高医疗设备的性能和使用寿命。
总之，金属基复合材料的应用范围广泛，能够满足不同领域对材料性能的需求，提高产品的性能和可靠性。
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关于金属基复合材料（MMC）的一些概述一、MMC的种类及其微观组织的一般特征金属基复合材料（MMC），这一术语包括了很广的成分与结构范围。
他们的共同点是有连续的金属基体。
按照增强体的形状是连续性纤维，短纤维或者是颗粒状，复合材料的显微组织可分为下图所示的几类。
更进一步的分类可基于纤维的直径和取向分布。
在仔细考察特定的体系之前，认识与最终产品的微观组织结构有关的问题是有益的。
下表简要的总结了复合材料的主要显微组织特征及其对性能的潜在影响。
虽然有些组织参数可事先设定，但另外一些参数却难以控制。
尽管如此，在设计与制造某特定的工作之前，一个重要的步骤是，事先认定一些简单的纤维组织结构目标及获得这些目标的方法。
按增强材料形态分类，可分为纤维增强金属基复合材料、颗粒和晶须增强金属基复合材料。
若按金属基体分类，可分为铝基复合材料，钛基复合材料、镁基复合材料、高温合金复合材料和金属间化合物复合材料。
倘若按增强体类型进行分类，则可分为单片、晶须（或者纤维）和颗粒，如下图。
二、金属基体的概述及其制备工艺金属基体应用最多的为铝及铝合金，钛以及镁。
铝的基本特点：熔点660℃，密度2.7g/cm3，其具有面心立方结构．所以其塑性优异，适合各种形式的冷、热加工。
导电、导热性能好，约为铜的60％左右，同时化学活性高，在大气中铝表面与氧形成一层薄而又致密的氧化膜以防止铝继续氧化，但是强度低。
钛的特点：熔点1678℃，密度4.51g/cm3。
其重量轻、比强度高。
纯钛的强度可通过冷作硬化和合金化而得到显著的提高．如50％的冷变形可使强度提高60％，适当合金化和热处理，则抗拉强度可达1200—1400MPa，含有氢、碳、氧、铁和镁等杂质元素的工业纯钛抗拉强度可提高到700MPa，并仍能保持良好的塑性和韧性。
高温性能优良。
合金化后的耐热性显著提高，可以作为高温结构材料使用，如航空发动机的压气机转子叶片等，长期使用最高温度已达540℃。
在大气和海水中有优异的耐蚀性．在硫酸、盐酸、硝酸相氢氧化纳等介质中都很稳定。
但是导电与导热性差.导热系数只有铜的1／l 7和铝的l／10，比电阻为铜的25倍。
镁的特点：密度1.74g/cm3。
由于其密度低，比强度、比刚度较高，镁具有密排六方结构，室温和低温塑性较低，但高温塑性好可进行各类形式的热变形加工。
减震性能好，能承受较大的冲击振动负荷。
根据各种制备方法的基本特点，金属基复合材料的制备工艺分为四大类，即固态法；液态法；喷涂与喷射沉积法；原位复合法。
1、固态法。
在一定温度的压力下，把新鲜清洁表面的相同或不相同的金届，通过表面原子的互相扩散而连接在一起。
关键步骤为纤维的排布，复合材料的叠台和真空封装以及热压。
其采用有机粘接剂。
将增强纤维的单丝或多丝的条带分别浸溃加热后易挥发的有机粘接剂，按复合材料的设计要求的间距排列在全属基体的薄板或箔上，形成预制件。
采用带槽的薄板或箔片，将纤维排布在其中。
采用等离子喷涂。
即先在金属基体箔片上用排布好一层纤维，然后再喷涂一层与基体金属相同的金属。
纤维表面经化学或物理处理，在基体金属熔池中充分地浸渍形成金属基复合丝。
为了防止复合材料在热压中的氧化，叠合好的复合材料坯科应真空封装于金属模套中。
为了便于复合材料在热压后与金属模套的分离，在金属模套的内壁徐上云母粉类的涂料以利分离，注意不能涂与金属基体发生反应的涂料。
在真空或保护气氛下直接放入热压模或平板进行热压合热压工艺参数主要为：热压温度、压力和时间。
扩散结合的优缺点：工艺相对复杂，纤维排布、叠合以及封装手工操作多，成本高。
能按照复合材料的铺层要求排布。
在热压时可通过控制工艺参数的办法来控制界面反应。
粉末冶金。
适用于连续、长纤维增强．也可用于短纤维、颗粒或晶须增强的金属基复合材料。
长纤维增强：将纤维和金属粉末按比例混合，密封在容器中，然后进行热等静压。
粉末冶金的优点：工艺过程温度低，可以控制界面反应。
增强材料(纤维、颗粒或晶须)与基体金属粉末可以任何比例混合，纤维含量最高可达75％，颗粒含量可达50％以上。
对浸润性和密度差的要求较小采用热等静压工艺时，其组织细化、细密、均匀，一般不会产生偏析、偏聚等缺陷，可使空隙和其它内部缺陷得到明显改善，从而提高复合材料的性能。
可以用传统的加工方法进行二次加工。
粉末冶金的缺点：工艺过程比较复杂，金属基体必须制成金属粉末，增加了工艺的复杂性和成本。
在制备铝基复合材料时，还要防止铝金属粉末引起的爆炸。
2、液态法。
压铸成型(Squeeze casting)，是指在压力的作用下，将液态或半液态金属基复合材料或金属以一定速度充填压铸模型腔或增强材料须制体的孔隙中，在压力下快速凝固成型而制备金属基复合材料的工艺方法。
普通压铸工艺过程：将包含有增强材料的金属熔体倒入预热模具中后迅速加压，压力约为70—l00MPa，使液态金属基复合材料在压力下凝固。
待复合材料完全固化后顶出，即制得所需形状及尺寸的金属基复合材料的坯料或压铸件。
增强材料预制体的压铸工艺过程：将熔融金属注入装有增强材料(长、短纤维，颗粒或晶须)的预制件模具中，并在压力下使之渗入预制件的间隙，在高压下迅速凝固成金属基复合材料。
压铸法的优点：其组织细化、无气孔，可以获得比一般金属模铸件性能优良的压铸件。
工艺设备简单，成本低，材料的质量高且稳定。
易于工业化生产。
也可采用半固态复合铸造。
将颗粒加入处于半固态的金属基体中，通过搅拌使颗粒在金属基体中均匀分布，并取得良好的界面结合，然后浇注成型或将半固态复合材料注入摸具进行压铸成型。
熔渗：将增强材料制成多孔预制体，置基体金属熔体的上方或内部，利用毛细力的使熔体作用渗入预制中。
也可将预制体和基体金属坯料装入一可通入流动氮气的加热炉中。
通过加热，基体金属熔化，自发渗透入网络状增强材料预制体中。
3、喷涂与喷射沉积。
喷涂沉积主要应用于纤维增强金属基复合材料的须制层的制备，也可以获得复合层状复合材料的坯料。
喷射沉积则主要用于制备颗粒增强金属基复合材料。
喷射与喷涂沉积工艺的最大特点是增强材料与基体金属的润湿性要求低；增强材料与熔融金属基体的接触时间短，界面反应量少。
喷涂沉积制备纤维增强金属基复合材料时，纤维的分布均匀，获得的薄单层纤维增强预制层可以很容易地通过扩散结合工艺形成复合材料结构形状和板材。
喷涂与喷射沉积工艺，可以与各种陶瓷纤维或颗粒复合，即基体金属的选择范围广。
喷涂沉积(spray deposition)主要原理是以等离子体或电弧加热金属粉末或金属线、丝，甚至增强材料的粉末，通过喷涂气体喷涂沉积到沉积基板上。
4、原位复合。
共晶合金定向凝固：原理为共晶合金定向凝固时，参与共晶反应的两相同时以棒状(纤维状)或层片状规则排列生成。
唯一基体法：将金属熔体（铝和钛）加热到较高的温度，向其中通入反应性气体（氧气或氮气），加入促使氧化反应的合金元素Si和Mg，使熔化金属通过显微通道渗透到氧化层外边，并顺序氧化，即铝被氧化，但液铝的渗透通道未被堵塞。
反应生成法：利用各种金属粉末、液体与非金属粉末或气体反应生成金属或金属间化合物基体的复合材料。
三、MMC的性能1、高比强度、比模量。
高韧性和高冲击性能。
基体中的裂纹顶端的最大应力接近基体的抗拉强度，而低于纤维的断裂应力时，裂纹或在界面扩展钝化，或因基体的塑性剪切变形而钝化，从而改善了复合材料的断裂韧性。
对温度变化和热冲击的敏感性低。
.表面耐久性好，表面缺陷敏感性低。
表面坚实耐久，尤其是颗粒、晶须增强金属基复合材料常可以作为工程构件中的耐磨件使用。
在陶瓷基复合材料中，由于腐蚀或擦伤等引起的小裂纹可使其强度剧烈降低。
这是由于陶瓷的弹性模量高，但塑性和韧性低，不能象金属基复合材料中的基体那样可以借助塑性变形来使缺口或裂纹钝化，而造成应力集中，引起破坏。
聚合物基复合材料基体的强度和硬度与金属基体相比部相当低，像擦伤、磨损等对其表面都有显著影响。
导热、导电性能好。
良好的热匹配性。
有些纤维，如硼纤维与基合金的热膨胀系数接近，在硼纤维增强钛基复合材料中热应力可以降至很低。
碳纤维增强铝基复合材料经过设计后，可使复合材料的热膨胀系数接近零。
这样，复合材料在重量上比铝轻，但强度和刚度却有很大的提高，而且不会因温度差造成变形。
性能再现性好及制备工艺可借鉴金属材料。
2、纤维增强金属基复合材料的性能。
FRMMC的强度和模量高，耐高温性能好，但断裂应变与金属基体相比要低得多，只有0.01－0.02。
因此在沿纤维轴向拉伸时(纵向)，对于脆性纤维增强MMC的抗拉强度会偏离复合混合法则。
在含有陶瓷纤维的金属基复合材料中，如SiCf／Al或Al2O3f/Al，由于相应工作使用温度范围相对纤维和基体的熔点分别为0.1-0.3Tf 和0.4-0.7Tm。
这时金属基体蠕变要比纤维高几个数量级, 纤维呈弹性变形，因此蠕变速率不能达到稳定值，而是会逐渐下降，趋于一个平衡值后而趋于零。
由于硼纤维和其它陶瓷纤维的抗蠕变性能优异，因此陶瓷纤维增强金属基复合材料的抗蠕变性能要比基体合金优异。
影响颗粒或晶须增强金属基复合材料的断裂韧性的因素主要有：颗粒的大小和含量：尺寸增加、含量减少，韧性增加。
晶须的取向：晶须有各向异性。
复合材料的加工状态以及热处理等。
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