金屬基復(fù)合材料重點(diǎn)

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1、第一章1?內(nèi)生增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料具有如下特點(diǎn)（第5頁(yè)）：1）增強(qiáng)體是從金屬基體中原位形核、長(zhǎng)大的熱力學(xué)穩(wěn)定相，因此，增強(qiáng)體表面無(wú)污染，避免了與基體相容性不良的問(wèn)題，且界面結(jié)合強(qiáng)度高。2）通過(guò)合理選擇反應(yīng)元素（或化合物）的類(lèi)型、成分及其反應(yīng)性，可有效地控制原位生成增強(qiáng)體的種類(lèi)、大小、分布和數(shù)量。3）省去了增強(qiáng)體單獨(dú)合成、處理和加入等工序，因此，其工藝簡(jiǎn)單，成本較低。4）從液態(tài)金屬基體匯總原位形成增強(qiáng)體的工藝，可用鑄造方法制備形狀復(fù)雜、尺寸較大的近凈成形構(gòu)件。5）在保證材料具有較好的韌性和高溫性能

2、的同時(shí)，可較大幅度地提高材料的強(qiáng)度和彈性模量。第二章1?增強(qiáng)體的作用（第8頁(yè)）增強(qiáng)體是金屬基復(fù)合材料的重要組成部分，它起著提高金屬基體的強(qiáng)度、模量、耐熱性、耐磨性等性能的作用。2?選擇增強(qiáng)體的主要考慮因素（5個(gè)）（原則）展開(kāi)（1）力學(xué)性能：楊氏模量和塑性強(qiáng)度；（2）物理性能：密度和熱擴(kuò)散系數(shù)；（3）幾何特性：形貌和尺寸；（4）物理化學(xué)相容性；（5）成本因素。第三章3?分析論述金屬基復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性（為什么復(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)性）（1）復(fù)合材料是由增強(qiáng)體、基體、界面三部分組成。（2）基體和增強(qiáng)體材

3、料是可以選擇的，比如增強(qiáng)體的大小、形貌、分布等都會(huì)造成所制備復(fù)合材料性能的不同。同時(shí)，金屬基體的組分比例也將影響復(fù)合材料表現(xiàn)出的宏觀性能。（3）界面的設(shè)計(jì)：（4）此外，選擇不同的制備工藝和成型工藝也會(huì)影響復(fù)合材料性能。（5）設(shè)計(jì)者可以根據(jù)外部環(huán)境的變化與要求來(lái)設(shè)計(jì)具有不同特性與性能的復(fù)合材料，以滿(mǎn)足工程實(shí)際對(duì)高性能復(fù)合材料及結(jié)構(gòu)的要求。（6）復(fù)合材料在彈性模量、線(xiàn)膨脹系數(shù)和材料強(qiáng)度等方面具有明顯的各向異性性質(zhì)，可以根據(jù)不同方向上對(duì)剛度和強(qiáng)度等性能的特殊要求來(lái)設(shè)計(jì)復(fù)合材料及結(jié)構(gòu)。（7）復(fù)合材料的不

4、均勻也是其顯著特點(diǎn)。復(fù)合材料的幾何非線(xiàn)性及物理非線(xiàn)性也是要特殊考慮的。（8）復(fù)合材料具有不同層次上的宏觀、細(xì)觀和微觀結(jié)構(gòu)，因此可以采用力學(xué)理論和數(shù)值分析手段對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。（9）復(fù)合材料設(shè)計(jì)涉及多個(gè)變量的優(yōu)化及多層次設(shè)計(jì)的選擇。攵合材料設(shè)計(jì)問(wèn)題要求確定增強(qiáng)體的幾何特征、基體材料和增強(qiáng)體的微觀結(jié)構(gòu)，以及增強(qiáng)體的體積分?jǐn)?shù)。復(fù)合材料的設(shè)計(jì)主要包含功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)復(fù)合材料設(shè)計(jì)的基本步驟：寸環(huán)境與負(fù)載的要求:機(jī)械負(fù)載熱應(yīng)力潮濕環(huán)境成型方法：工藝過(guò)程優(yōu)化設(shè)計(jì)損傷及破壞分析:強(qiáng)度準(zhǔn)則損傷機(jī)理破壞過(guò)程

5、復(fù)合材料響應(yīng)：應(yīng)力場(chǎng)溫度場(chǎng)等設(shè)計(jì)變量?jī)?yōu)化，弋表性單元性能考？有限元方法實(shí)驗(yàn)力學(xué)方法結(jié)構(gòu)宏觀性能丿j（靈擇材料jcLJ基體材料LJn增強(qiáng)材料rnji幾何形狀ji復(fù)合材料設(shè)計(jì)的基本步驟.選擇基體的原則（第29頁(yè)）：金屬基攵合材料的使用要求金屬基復(fù)合材料組成的特點(diǎn)基體金屬與增強(qiáng)物的相容性4.功能復(fù)合材料調(diào)整優(yōu)值的途徑（第38頁(yè)）：（1）調(diào)整復(fù)合度（2）調(diào)整聯(lián)接方式（3）調(diào)整對(duì)稱(chēng)性（4）調(diào)整尺度（5）調(diào)整周期性.復(fù)合效應(yīng)包括（第39頁(yè)）：什么是乘積效應(yīng)乘積效應(yīng)、系統(tǒng)效應(yīng)、誘導(dǎo)效應(yīng)和共扼效應(yīng)5?熱膨脹系數(shù)

6、以及表達(dá)公式（第54頁(yè)）定義：表征材料受熱時(shí)線(xiàn)度或體積變化程度。表達(dá)公式:線(xiàn)膨脹系數(shù)：a=（dL/dT）P/L體膨脹系數(shù)：fi=（dV/dT）P/V式中，L為材料的線(xiàn)度，T為材料的熱力學(xué)溫度，V為材料的體積。第四章1.金屬基復(fù)合材料制備方法分類(lèi)（第60頁(yè)）固態(tài)法：固態(tài)法是在基體金屬處于固態(tài)情況下，與增強(qiáng)材料混合組成新的復(fù)合材料的方法。其屮包括粉末冶金法、熱壓法、熱等靜壓法、軋制法、擠壓和拉拔法、爆炸焊接法等。液態(tài)法：液態(tài)法是在基體金屈處于熔融狀態(tài)下，與增強(qiáng)材料混合組成新的復(fù)合材料的方法。其屮包真

7、空壓力浸漬法、擠壓鑄造法、攪拌鑄造法、液態(tài)金屬浸漬法、共噴沉積法、熱噴涂法等。表面復(fù)合法：新型制造方法包括：原位自生成法、物理氣相沉積法、化學(xué)氣相沉積法、化學(xué)鍍和電鍍法及復(fù)合鍍法等。6?制備技術(shù)應(yīng)具備的條件（60頁(yè)）（1）使增強(qiáng)材料均勻地分布金屬基體中，滿(mǎn)足復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求；（2）能使復(fù)合材料界面效應(yīng)、混雜效應(yīng)或復(fù)合效應(yīng)充分發(fā)揮；（3）能夠充分發(fā)揮增強(qiáng)材料對(duì)基體金屬的增強(qiáng)、增韌效果；（4）設(shè)備投資少，工藝簡(jiǎn)單易行，可操作性強(qiáng)；便于實(shí)現(xiàn)批量或規(guī)模生產(chǎn)；（5）能制造出接近最終產(chǎn)品的形狀，尺寸和

8、結(jié)構(gòu)，減少或避免后加工工序.7?金屬基復(fù)合材料制造的關(guān)鍵性技術(shù)及解決方法（第61頁(yè)）（與成形對(duì)照）1）加工溫度高，在高溫下易發(fā)生不利的化學(xué)反應(yīng)；解決方法：①盡量縮短高溫加工時(shí)間，使增強(qiáng)材料與基體界面反應(yīng)降低至最低程度；②通過(guò)提髙工作壓力使增強(qiáng)材料與基體浸潤(rùn)速度加快；③采用擴(kuò)散粘接法可有效地控制溫度并縮短時(shí)間。2）增強(qiáng)材料與基體浸潤(rùn)性差；解決方法：①加入合金元素，優(yōu)化基體組分，改善基體對(duì)增強(qiáng)材料的浸潤(rùn)性；②對(duì)增強(qiáng)材料進(jìn)行表面處理，涂敷一層可抑制界面反應(yīng)的涂層。3）增強(qiáng)材料在基體屮的分布。解決方法：