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1、華東理工大學2012－2013學年第二學期《金屬基復合材料》課程論文2013.6班級復材101學號10103638姓名溫樂斐開課學院材料學院任課教師陳麒成績論文題目：淺談金屬基復合材料界面特點、形成原理及控制方法論文要求：一、在下列題目中選擇一題作為課程論文題予以答題l金屬基復合材料界面特點、形成原理和控制方法。l闡述一種液態(tài)法制造工藝及討論工藝條件對金屬基復合材料性能的影響。l長纖維增強金屬基復合材料設計中主要影響因素和解決方法（舉例說明）。二、課程論文形式要求完整的課程論文要有題目，摘要，正文和參考
2、文獻四個部分組成。正文字數(shù)不少于1500字。三、課程論文格式要求nA4紙，單面打印。n頁面設置：左、右、下邊距為2.5厘米，上邊距為2.8厘米。n正文用宋體小4號，字間距設置為“標準”，段落設置為“1.25倍行距”。正文中所有非漢字均用TimesNewRoman體。表名位于表的正上方，用宋體小五號粗體，圖的大小不超過8X8cm，圖名位于圖的正下方，用宋體小五號粗體。n數(shù)學公式用斜體，須有編號。若有參考文獻，其格式為“參考文獻”居中，用黑體小4號，著錄的內(nèi)容應符合國家標準（參見《華東理工大學學報》）。四、
3、完成時間n6月19日中午11:00前交至各班學習委員后送校和平樓303室。教師評語：教師簽字：年月日淺談金屬基復合材料界面特點、形成原理及控制方法摘要金屬基復合材料都要在基體合金熔點附近的高溫下制備，在制備過程中纖維、晶須、顆粒等增強體與基體將發(fā)生程度不同的相互作用和界面反應，形成各種結(jié)構(gòu)的界面。界面結(jié)構(gòu)和性能對金屬基復合材料的性能起著決定性作用。深入研究和掌握界面反應和界面影響性能的規(guī)律，有效地控制界面的結(jié)構(gòu)和性能，是獲得高性能金屬基復合材料的關(guān)鍵。本文簡單討論一下金屬基復合材料的界面反應、界面對性能
4、的影響以及控制界面反應和優(yōu)化界面結(jié)構(gòu)的有效途徑等問題。前言由高性能纖維、晶須、顆粒與金屬組成的金屬基復合材料具有高比強度、高比模量、低熱膨脹、耐熱耐磨、導電導熱等優(yōu)異的綜合性能有廣闊的應用前景，是一類正在發(fā)展的重要高技術(shù)新材料。隨著金屬基復合材料要求的使用性能和制備技術(shù)的發(fā)展，界面問題仍然是金屬基復合材料研究發(fā)展中的重要研究方向。特別是界面精細結(jié)構(gòu)及性質(zhì)、界面優(yōu)化設計、界面反應的控制以及界面對性能的影響規(guī)律等，尚需結(jié)合材料類型、使用性能要求深入研究。金屬基復合材料的基體一般是金屬、合金和金屬間化合物，其
5、既含有不同化學性質(zhì)的組成元素和不同的相，同時又具有較高的熔化溫度。因此，此種復合材料的制備需在接近或超過金屬基體熔點的高溫下進行。金屬基體與增強體在高溫復合時易發(fā)生不同程度的界面反應；金屬基體在冷凝、凝固、熱處理過程中還會發(fā)生元素偏聚、擴散、固溶、相變等。這些均使金屬基復合材料界面區(qū)的結(jié)構(gòu)十分復雜，界面區(qū)的結(jié)構(gòu)及組成明顯不同于基體和增強體，其受到金屬基體成分、增強體類型、復合上藝參數(shù)等多種因素的影響。在金屬基復合材料界上出現(xiàn)材料物理性質(zhì)（如彈性模量、線脹系數(shù)、熱導率、熱力學參數(shù)）和化學性質(zhì)等的不連續(xù)性，
6、使增強體與基體金屬形成了熱力學不平衡的體系。因此，界面的結(jié)構(gòu)和性能對金屬基復合材料中的應力和應變的分布、導熱和導電、熱膨脹性能、載荷傳遞及斷裂過程都起著決定性作用。針對不同類型的金屬基復合材料，深入研究界面精細結(jié)構(gòu)、界面結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)化與控制途徑，以及界面結(jié)構(gòu)性能的穩(wěn)定性等，是金屬基復合材料發(fā)展中的重要內(nèi)容。圖1：制備關(guān)系圖正文部分1.金屬基復合材料界面特點與形成原因由于金屬基復合材料必須在高溫下制備，基體與增強體之間的界面反應：溶解、擴散、元素偏聚等很難避免，界面反應及作用的程度與基體、增強體的類型、化
7、學、物理性質(zhì)及制備工藝參數(shù)密切相關(guān)。集體和增強體一旦選定，制備過程就決定界面結(jié)構(gòu)和性能，特別是制備時的溫度和高溫下暴露的時間（保溫及冷卻過程）。溫度越高，停留時間越長，界面反應及作用越嚴重。比較好的金屬基復合材料界面應該是起到良好地粘結(jié)基體與增強材料但是又不能過分發(fā)生反應，不能產(chǎn)生大量的化合物、氣泡以及出現(xiàn)應力集中等不良狀況。界面的結(jié)構(gòu)和性能對復合材料中應力、應變分布、導熱、導電、熱膨脹性能、載荷的有效傳遞、斷裂過程均起著決定性的作用。金屬基復合材料界面除了機械結(jié)合、溶解與潤濕結(jié)合、反應結(jié)合、交換反應結(jié)
8、合和混合結(jié)合外，還有氧化物結(jié)合。（1）機械結(jié)合：基體與增強體之間僅僅依靠純粹的粗糙表面相互嵌入（互鎖）作用進行連接，成為機械結(jié)合或機械互鎖。纖維的表面粗糙度有助于基體的嵌合，基體的收縮有助于對纖維箍緊。事實上，純粹的機械結(jié)合（即無任何化學作用）是不存在的。基體與增強體之間總會有弱的范德華力存在，故機械結(jié)合更確切地將是機械結(jié)合占優(yōu)勢的一種結(jié)合而大多情況下是機械結(jié)合與反應結(jié)合并存的一種混合結(jié)合。另外，機械結(jié)合只有當平行于界面施加作用力時候，其傳
