金属基复合材料
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金属基复合材料全球市场及展望(2004～2013年)
4、应用
➢ MMCs在陆上运输领域的应用
MMCs进入汽车行业的动力是它耐磨性和耐热性高、重 量轻的优点，因此MMCs主要用于需要减轻重量的刹车系统 和发动机系统。
碳化硅和氧化铝加强MMCs 制造的刹车转子重量仅为一 般材料的33 %～60 %，同时， 这种刹车转子具有卓越的耐 磨性，其使用期限甚至可以 与车本身的寿命一样长。
AlSiC微处理器盖板(a), AlSiC光电封装基座(b)
4、应用
➢ MMCs在航空航天领域的应用
MMCs最初发展的原动力来自于航空工业领域。
目前已用于军机和民机的MMCs主要是铝基和钛基复合 材料。NASA和DOD均在投资开发钛基复合材料(TMC)喷气涡 轮发动机。
MMCs 也用在航天飞机和火箭上。NASA采用硼连续纤 维增强的MMCs制成管材, 用作航天飞机的结构桁条, 性能 十分优越。
MMC的发展和应用
目录
MMC概述 MMC的性能特点
MMC的发展
MMC的应用
1、概述
1、金属基复合材料
金属基复合材料（Metal Matrix Composite，简称 MMC）是以金属及其合金为基体，与一种或几种金属或非 金属增强相人工结合而成的复合材料。
其增强体大多为 无机非金属，如 陶瓷、炭、石墨 及硼，也可以用 金属丝。
➢ 涡轮发动机的各个部件对于高温高效性材料的不断需求， 触发了对金属基复合材科特别是钛基材料的广泛兴趣的复 苏。
➢ 近年，功能和纳米金属基复合材料成为研究热点。
4、应用
据预测, 2013年以前全球MMCs市场将保持5.9%的 年增长率。根据应用领域不同, MMCs市场可细分为陆上 运输、电子/热控、航空航天、工业、消费产品等5个部 分。其中, 陆上运输(包括汽车和轨道车辆)和高附加值 散热组件仍然是MMCs的主市场, 用量占比分别超过60% 和30%。
汽车刹车鼓和刹车碟(a), 火车转向架及刹车盘(b)
4、应用
➢ MMCs在电子/热控领域的应用
以铝碳化硅(AlSiC)MMCs为代表的第二代热管理材料 ，密度仅为Cu-W和Cu-Mo的1 /5，可提供高热导率及可调 的低热膨胀系数(CTE)，为电子封装提供了高度可靠且成 本经济的热管理解决方案。
如果以产值排序，高产品附 加值的电子/热控领域是第一 大MMCs市场，产值比例超 过60%。
3、发展
➢ 1978年B/Al复合材料在哥伦比亚航天飞机上应用；
航天飞机内 MMC (Al / B
纤维)桁架
3、发展
➢ 20世纪80年代，金属基复合材料迅速发展，开始注重颗粒 、 晶须和短纤维增强金属基复合材料，在汽车、体育用 品等领域得到应用；
➢ 90年代后期，电子产品和技术迅速发展，低膨胀、高强度 和高导热性的金属基复合材料在电子产品得到应用；
1、Байду номын сангаас述
3、分类
铝基复合材料 镁基复合材料
基 钛基复合材料 体
镍基复合材料 铜基复合材料
颗粒增强金属基复合材 料
增 短纤维、晶须增强金属 强 基复合材料 体 长纤维增强金属基复合
材料 层状复合材料
2、性能特点
较高的比强度与比钢度，耐磨损 优良的导电、导热性，高温性能好 高韧性和高冲击性能，线膨胀系数小
1、概述
2、背景
金属基复合材料与聚合物复合材料、陶瓷基复合材料 以及碳/碳复合材料一起构成了现代复合材料体系。
金属基复合材料作为一种新型工程材料，具有比基体 金属或合金更高的比强度、比模量、高温性能等性能。作 为结构材料或特殊性能要求的材料，在航空、航天、军事 工业和民用工业中的具有无可替代的作为，并得到了广泛 的应用。
3、发展
➢ 金属基复合材料真正的起步是在20世纪50年代末或60年代 初。
➢ 美国国家航空和宇航局(NASA)成功地制备出W丝增强的Cu 基复合材料，成为金属基复合材料研究和开发的标志性起 点。
➢ 随后，对纤维金属基复合材料的研究在20世纪60年代迅速 发展起来。那时，主要的力量集中在以钨和硼纤维增强的 铝和铜为基的系统。
4、应用
➢ MMCs在其它领域的应用
MMCs的其它应用涵盖制造业、体育休闲及基础建设领 域，既包括硬质合金、电镀及烧结金刚石工具、Cu基及Ag 基电触头材料等成熟市场，也包括TiC增强铁基耐磨材料 、Saffil纤维增强铝基输电线缆、B4C增强铝基中子吸收 材料等新兴市场。
4、应用
低密度、高刚度和高 强度的增强体颗粒加入到 钢铁基体中，在降低材料 密度的同时，提高了它的 弹性模量、硬度、耐磨性 和高温性能。目前应用最 多的是TiC颗粒增强铁基复 合材料，用作抗磨材料和 高温结构材料，性能明显 优于现有的工具钢。
谢谢欣赏 Thanks！
超硬耐磨的TiC增强铁基复合材料
MMCs虽然并不是一种具有划时代意义的新材料，但它 是一种能根据具体需要设计组分、性能的人工复合材料， 一般MMCs均以轻合金为基体，因此具有重量轻、比弹性模 量和比强度高的优点，同时还具有高的疲劳抗力、耐磨抗 力、优良的热稳定性和传热能力，在交通运输机械、高速 机械以及电子、体育器材等领域均有较大的应用潜力，它 对运输业及高速机械工业尤其是汽车业的冲击将是巨大的 ，因此积极开发这种新材料对于促进机械工业的更新换代 、加快工业发展、在国际工业竞争中占据有利地位具有战 略意义。
4、应用
➢ MMCs在陆上运输领域的应用
MMCs进入汽车行业的动力是它耐磨性和耐热性高、重 量轻的优点，因此MMCs主要用于需要减轻重量的刹车系统 和发动机系统。
碳化硅和氧化铝加强MMCs 制造的刹车转子重量仅为一 般材料的33 %～60 %，同时， 这种刹车转子具有卓越的耐 磨性，其使用期限甚至可以 与车本身的寿命一样长。
AlSiC微处理器盖板(a), AlSiC光电封装基座(b)
4、应用
➢ MMCs在航空航天领域的应用
MMCs最初发展的原动力来自于航空工业领域。
目前已用于军机和民机的MMCs主要是铝基和钛基复合 材料。NASA和DOD均在投资开发钛基复合材料(TMC)喷气涡 轮发动机。
MMCs 也用在航天飞机和火箭上。NASA采用硼连续纤 维增强的MMCs制成管材, 用作航天飞机的结构桁条, 性能 十分优越。
MMC的发展和应用
目录
MMC概述 MMC的性能特点
MMC的发展
MMC的应用
1、概述
1、金属基复合材料
金属基复合材料（Metal Matrix Composite，简称 MMC）是以金属及其合金为基体，与一种或几种金属或非 金属增强相人工结合而成的复合材料。
其增强体大多为 无机非金属，如 陶瓷、炭、石墨 及硼，也可以用 金属丝。
➢ 涡轮发动机的各个部件对于高温高效性材料的不断需求， 触发了对金属基复合材科特别是钛基材料的广泛兴趣的复 苏。
➢ 近年，功能和纳米金属基复合材料成为研究热点。
4、应用
据预测, 2013年以前全球MMCs市场将保持5.9%的 年增长率。根据应用领域不同, MMCs市场可细分为陆上 运输、电子/热控、航空航天、工业、消费产品等5个部 分。其中, 陆上运输(包括汽车和轨道车辆)和高附加值 散热组件仍然是MMCs的主市场, 用量占比分别超过60% 和30%。
汽车刹车鼓和刹车碟(a), 火车转向架及刹车盘(b)
4、应用
➢ MMCs在电子/热控领域的应用
以铝碳化硅(AlSiC)MMCs为代表的第二代热管理材料 ，密度仅为Cu-W和Cu-Mo的1 /5，可提供高热导率及可调 的低热膨胀系数(CTE)，为电子封装提供了高度可靠且成 本经济的热管理解决方案。
如果以产值排序，高产品附 加值的电子/热控领域是第一 大MMCs市场，产值比例超 过60%。
3、发展
➢ 1978年B/Al复合材料在哥伦比亚航天飞机上应用；
航天飞机内 MMC (Al / B
纤维)桁架
3、发展
➢ 20世纪80年代，金属基复合材料迅速发展，开始注重颗粒 、 晶须和短纤维增强金属基复合材料，在汽车、体育用 品等领域得到应用；
➢ 90年代后期，电子产品和技术迅速发展，低膨胀、高强度 和高导热性的金属基复合材料在电子产品得到应用；
1、Байду номын сангаас述
3、分类
铝基复合材料 镁基复合材料
基 钛基复合材料 体
镍基复合材料 铜基复合材料
颗粒增强金属基复合材 料
增 短纤维、晶须增强金属 强 基复合材料 体 长纤维增强金属基复合
材料 层状复合材料
2、性能特点
较高的比强度与比钢度，耐磨损 优良的导电、导热性，高温性能好 高韧性和高冲击性能，线膨胀系数小
1、概述
2、背景
金属基复合材料与聚合物复合材料、陶瓷基复合材料 以及碳/碳复合材料一起构成了现代复合材料体系。
金属基复合材料作为一种新型工程材料，具有比基体 金属或合金更高的比强度、比模量、高温性能等性能。作 为结构材料或特殊性能要求的材料，在航空、航天、军事 工业和民用工业中的具有无可替代的作为，并得到了广泛 的应用。
3、发展
➢ 金属基复合材料真正的起步是在20世纪50年代末或60年代 初。
➢ 美国国家航空和宇航局(NASA)成功地制备出W丝增强的Cu 基复合材料，成为金属基复合材料研究和开发的标志性起 点。
➢ 随后，对纤维金属基复合材料的研究在20世纪60年代迅速 发展起来。那时，主要的力量集中在以钨和硼纤维增强的 铝和铜为基的系统。
4、应用
➢ MMCs在其它领域的应用
MMCs的其它应用涵盖制造业、体育休闲及基础建设领 域，既包括硬质合金、电镀及烧结金刚石工具、Cu基及Ag 基电触头材料等成熟市场，也包括TiC增强铁基耐磨材料 、Saffil纤维增强铝基输电线缆、B4C增强铝基中子吸收 材料等新兴市场。
4、应用
低密度、高刚度和高 强度的增强体颗粒加入到 钢铁基体中，在降低材料 密度的同时，提高了它的 弹性模量、硬度、耐磨性 和高温性能。目前应用最 多的是TiC颗粒增强铁基复 合材料，用作抗磨材料和 高温结构材料，性能明显 优于现有的工具钢。
谢谢欣赏 Thanks！
超硬耐磨的TiC增强铁基复合材料
MMCs虽然并不是一种具有划时代意义的新材料，但它 是一种能根据具体需要设计组分、性能的人工复合材料， 一般MMCs均以轻合金为基体，因此具有重量轻、比弹性模 量和比强度高的优点，同时还具有高的疲劳抗力、耐磨抗 力、优良的热稳定性和传热能力，在交通运输机械、高速 机械以及电子、体育器材等领域均有较大的应用潜力，它 对运输业及高速机械工业尤其是汽车业的冲击将是巨大的 ，因此积极开发这种新材料对于促进机械工业的更新换代 、加快工业发展、在国际工业竞争中占据有利地位具有战 略意义。