镁基复合材料

㈠ 怎样将两种金属粉末进行内外复合模压成型，要怎样装模

金属基复合材料的制备技术班级： 班级：材料 085 学号： 学号：09024431 姓名： 姓名：李培 前言： 前言：金属基复合材料是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。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。金属基复合材料除了和树脂基复合材料同样具有高强 度、高弹性率外，它能耐高温，同时不易燃、不吸潮、导热导电性好、抗辐射， 是令人注目的复合材料。 关键字：金属基复合材料 1. 金属基复合材料的分类 金属基复合材料按组织形态可分为宏观组合型和微观强化型两类；根据复合 材料基体不同可分为钢基、 铁基、 铝基、 镁基复合材料等； 按增强相形态的 不同可分为颗粒增强复合材料、 晶须或短纤维增强金属复合材料及连续纤维增强 金属基复合材料。 2.金属基复合材料的特点 （1）优点：高比强度和高比模量，耐高温性好，导电导热，热膨胀系数小，尺 寸稳定性好，耐磨性与阻尼性好，不吸湿、不老化、无放气污染 。 （2）缺点：制造困难，难于形成理想的界面，加工困难，价格昂贵。 3.金属基复合材料的制备技术 由于金属材料熔点较高，同时不少金属对增强体表面润湿性很差加上金属原 子在高温状态下很活泼，易与多种增强体发生反应，所以金属基复合材料的复合 工艺比较复杂和困难，这也是金属基复合材料的发展受到制约的主要原因。 3.1 喷射成形法 喷射成形又称喷射沉积 （ Spray Forming） ， 是用惰性气体将金属雾化成 微小的液滴， 并使之向一定方向喷射， 在喷射途中与另一路由惰性气体送出的 分类 特点 制备技术 增强微细颗粒会合， 共同喷射沉积在有水冷衬底的平台上， 凝固成复合材料。 凝固的过程比较复杂， 与金属的雾化情况、 沉积凝固条件或增强体的送入角有 关， 过早凝固不能复合， 过迟的凝固则使增强体发生上浮下沉而分布不匀，这 种方法的优点是工艺快速，金属大范围偏析和晶粒粗化可以得到抑制， 避免复 合材料发生界面反应， 增强体分布均匀。缺点是出现原材料被气流带走和沉积 在效应器壁上等现象而损失较大， 还有复合材料气孔率以及容易出现的疏松。 利用喷 射成 形原 理制 备工艺 有添 加法 （ inert spray form-ing） 和反 应 法 （ reactive spray forming） 两种。Osprey Metals 研究的 Osprey 工艺是喷射成形 法的代表， 其强化颗粒与熔融金属接触时间短， 界面反应得以有效抑制。反应 喷射沉积法是使强化陶瓷颗粒在金属雾或基体中自动生成的方法。Lawly 等人[9] 采用含氧 5%～ 12%的氮气， 将 Fe- Al 〔 ω （ Al） =2%〕 熔雾合金雾化， 使其生成 Al2O3 获得非常细小的 Al2O3 弥散强化铁基复合材料的预成型体。 3.2 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。 3.2.1 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。如 TiB 强化铝基复合材料原生复合法的化学反应 式 2B+Ti+Al→TiB2+Al。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 （ 0.25～1.5?m） 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。 近年来，哈尔滨工业大学从事接触反应法制备复合材料的研究工作[4]， 已成 功制备了 Al- Si /TiC、 Al- Cu /TiC 和 Al/TiB2 复合材料， 其机械性能优异。 3.2.2 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。 3.2.3 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。[8] 3.2.4 含浸凝固法 （ M I 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。 近几年来，含浸凝固技术有了新的发展，美国 Lanxide 公司利用高温下金属 Zr 熔体与 BC4 预成型体之间的定向反应制备出了 Zr-ZrC-Zr 复合材料，并已 在工程上得到应用[7]，Breslin 等人采用 Al 浸渍 SiO2 的预成型体， 制备出了 Al2O3-A1 （ Si） 复合材料， 这种材料中的两相互相穿插、 连续， 并具有某 些特殊的性能被称为 C4 材料。该技术可以制备各种大小部件，强化相的体积比 可达 60%， 工艺较简单， 原料成本低。 3.3 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。 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。 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。但缺点是： 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。 3.4 原位生成复合法 原位生成复合法也称反应合成技术[1]， 最早出现于 1967 年前用 SHS 法合成 TiB2 /Cu 功能梯度材料的研究中[2]。 金属基复合材料的反应合成法是指借助化 学反应， 在一定条件下在基体金属内原位生成一种或几种热力学稳定的增强相的 一种复合方法。 这种增强相一般为具有高硬度、高弹性模量和高温强度的陶瓷 颗粒， 即氧化物、 碳化物、氯化物、 硼化物、 甚至硅化物， 它们往往与传 统的金属材料， 如 Al、 Mg、 Ti、 Fe、 Cu 等金属及其合金， 或 （ NiTi） 、 （ AlTi） 等金属间化合物复合，从而得到具有优良性能的结构材料或功能材料 [3] 。 3.4.1 直接氧化 （ DIMON） 法 直接氧化法是由氧化性气体在一定工艺条件下使金属合金液直接氧化形成复 合材料。通常直接氧化法的温度比较高， 添加适量的合金元素如 Mg、 Si 等， 可使反应速度加快。 这类复合材料的强度、 韧性取决于形成粒子的状态和最终 显微组织形态。 由于形成的增强体可以通过合金化及其反应热力学进行判断， 因 此可以通过合金化、 炉内气氛的控制来制得不同类型增强体的复合材料。 3.4.2 放热弥散 （ XD） 法 放热弥散复合技术 （ Exothermic Dispersion） 的基本原理是将增强相反应 物料与金属基粉末按一定的比例均匀混合， 冷压或热压成型， 制成坯块， 以 一定的加热速率加热， 在一定的温度下 （ 通常是高于基体的熔点而低于增强 相的熔点）保温，使增强相各组分之间进行放热化学反应， 生成增强相。增强 相尺寸细小， 呈弥散分布。 3.4.3 SHS-铸渗法 SHS-铸渗法[3] 是将金属基复合材料的自蔓延高温合成技术 （ Self- Propagating High Temperature Synthesis） 和液态铸造法结合起来的一种新技术，包括增强颗 粒的原位合成和铸造成型二个过程。当前， SHS-铸渗法是有竞争力的反应合成 工艺之一， 但过程控制非常困难。 其典型工艺为：利用合金熔体的高温引燃铸型中的固体 SHS 系， 通过控制 反应物和生成物的位置， 在铸件表面形成复合涂层， 它可使 SHS 材料合成与 致密化、 铸件的成形与表面涂层的制备同时完成。潘复生[6]等人将 SHS 技术和 铸渗工艺相结合，制备了颗粒增强的铁基复合材料涂层。在这种工艺中， SHS 过程使基体产生一定数量的增强颗粒， 而随后的熔铸过程则利用高温金属液的 流动，对 SHS 过程中易产生的孔隙进行充填，因此两个过程的综合作用下获得 较为致密的复合材料。 3.4.4 反应喷射沉积技术 （ RSD） 反应喷射沉积工艺 （ Reactive Spray Deposition） 生成陶瓷颗粒的反应有气 -液反应、 液-液反应、 固-液反应和加盐反应等多种类型。它综合了快速凝固 及粉末冶金的优点， 并克服了喷射共沉积工艺中存在的如颗粒与基体接近机械结 合、 增强相体积分数不能太高等缺点， 成为目前金属基复合材料研究的重要方 向之一。 反应喷射沉积工艺过程为：金属液被雾化前喷入高活性的固体颗粒发生液固 反应， 导致喷入的颗粒在雾化过程中溶解并与基体中的一种或多种元素反应形成 稳定的弥散相， 控制喷雾的冷却速率以及随后坯件的冷却速率可以控制弥散相的 尺寸。杨滨等人[5]采用液相接触反应合成技术进行反应合成，然后再进行后续的 雾化喷射沉积成形步骤， 成功地开发出了一种熔铸-原位反应喷射沉积成形颗粒 增强金属基复合材料制备新技术。制备出 TiC/Al- 20Si- 5Fe 复合材料。 3.5 叠层复合法 叠层复合法是先将不同金属板用扩散结合方法复合，然后采用离子溅射或分 子束外延方法交替地将不同金属或金属与陶瓷薄层叠合在一起构成金属基复合 材料。这种复合材料性能很好， 但工艺复杂难以实用化。目前这种材料的应用 尚不广泛，过去主要少量应用或试用于航空、 航天及其它军用设备上， 现在正 努力向民用方向转移， 特别是在汽车工业上有很好的发展前景。 4.结束语 [3] 目前， 我国金属基复合材料的研究、 制备技术与国外先进水平仍有较大 的差距， 许多问题还有待进一步解决，如基础性研究落后、制备技术及工艺的 工业化应用能力差、 制品质量不稳定、 价格高等。 随着现代高科技的迅猛发展， 金属基复合材料已经并将继续大量取代传统材料， 在各个领域发挥更重要的积 极作用。 为此， 我们应大力加强复合材料理论、 制备技术和应用的研究， 加 快科研成果转化生产应用的进程。 参考文献〕 〔 参考文献〕 1995， 〔 1〕 程秀兰， 潘复生.金属复合材料的反应合成技术 〔 J〕 .材料导报， (5):61- 66. 〔 2 〕 吴人洁.金属基复合材料的现状与展望 〔 J〕 .金属学报， 1997， 33(1):78- 82. 〔 3〕 汤爱涛， 汪凌云， 潘复生.金属基复合材料固/液反应制备技术的研究 进展 〔 J〕 .重庆大学学报， 2004， 27 （ 11） : 151- 156. 〔 4〕 陈子勇， 陈玉勇， 安阁英.金属基复合材料的熔体直接反应合成工艺 〔 J〕 .材料导报， 1997， 11(2):62- 63. 〔 5〕 杨滨， 王锋， 黄赞军， 等.喷射沉积成形颗粒增强金属基复合材料制 备技术的发展 〔 J〕 .材料导报， 2001， 15(3):4- 6. 〔 6〕 潘复生， 张静， 陈万志， 丁培道.SHS-铸渗法制备铁基复合材料涂层 〔 J〕 .材料研究学报， 1997， (11):165- 166. 〔 7 〕 BRESLIN M C，RINCNALDA J. A1umina/aluminum co- coHtinu-ous ceramic composite (c4) materials Prouced by solid/1iquid disPlacement reactions:Processing kinetics and cicrostructures 〔 J〕 .Ceram.Eng.Sci.Proc.， 1994， 15(7- 8):104. 〔 8〕 于春田.纤维增强金属的制法及特征 〔 J〕 .铸造， 1995， (7):36- 39. 〔 9〕 鲁云， 马鸣图， 潘复生.先进复合材料 〔 M〕 .北京:机械工业出版 社， 2003. （ 编辑 黄 荻）

㈡ 现代军事装备材料的特点

新材料在军事工业中的应用与发展

一 前言

新材料，又称先进材料（Advanced Materials），是指新近研究成功的和正在研制中的具有优异特性和功能，能满足高技术需求的新型材料。人类历史的发展表明，材料是社会发展的物质基础和先导，而新材料则是社会进步的里程碑。

材料技术一直是世界各国科技发展规划之中的一个十分重要的领域，它与信息技术、生物技术、能源技术一起，被公认为是当今社会及今后相当长时间内总揽人类全局的高技术。材料高技术还是支撑当今人类文明的现代工业关键技术，也是一个国家国防力量最重要的物质基础。国防工业往往是新材料技术成果的优先使用者，新材料技术的研究和开发对国防工业和武器装备的发展起着决定性的作用。

二 军用新材料的战略意义

军用新材料是新一代武器装备的物质基础，也是当今世界军事领域的关键技术。而军用新材料技术则是用于军事领域的新材料技术，是现代精良武器装备的关键，是军用高技术的重要组成部分。世界各国对军用新材料技术的发展给予了高度重视，加速发展军用新材料技术是保持军事领先的重要前提。

三 军用新材料的现状与发展

军用新材料按其用途可分为结构材料和功能材料两大类，主要应用于航空工业、航天工业、兵器工业和船舰工业中。

1 军用结构材料

1.1 铝合金

铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。铝合金具有密度低、强度高、加工性能好等特点，作为结构材料，因其加工性能优良，可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等，以充分发挥材料的潜力，提高构件刚、强度。所以，铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。

铝合金在航空工业中主要用于制造飞机的蒙皮、隔框、长梁和珩条等；在航天工业中，铝合金是运载火箭和宇宙飞行器结构件的重要材料，在兵器领域，铝合金已成功地用于步兵战车和装甲运输车上，最近研制的榴弹炮炮架也大量采用了新型铝合金材料。

近年来，铝合金在航空航天业中的用量有所减少，但它仍是军事工业中主要的结构材料之一。铝合金的发展趋势是追求高纯、高强、高韧和耐高温，在军事工业中应用的铝合金主要有铝锂合金、铝铜合金（2000系列）和铝锌镁合金（7000系列）。

新型铝锂合金应用于航空工业中，预测飞机重量将下降8~15%；铝锂合金同样也将成为航天飞行器和薄壁导弹壳体的候选结构材料。随着航空航天业的迅速发展，铝锂合金的研究重点仍然是解决厚度方向的韧性差和降低成本的问题。

2 钛合金

钛合金具有较高的抗拉强度（441~1470兆帕），较低的密度（4.5g/cm3），优良的抗腐蚀性能和在300~550oC温度下有一定的高温持久强度和很好的低温冲击韧性，是一种理想的轻质结构材料。钛合金具有超塑性的功能特点，采用超塑成形－扩散连接技术，可以以很少的能量消耗和材料消耗将合金制成形状复杂和尺寸精密的制品。

钛合金在航空工业中的应用主要是制作飞机的机身结构件、起落架、支撑梁、发动机压气机盘、叶片和接头等；在航天工业中，钛合金主要用来制作承力构件、框架、气瓶、压力容器、涡轮泵壳、固体火箭发动机壳体及喷管等零部件。50年代初，在一些军用飞机上开始使用工业纯钛制造后机身的隔热板、机尾罩、减速板等结构件；60年代，钛合金在飞机结构上的应用扩大到襟翼滑轧、承力隔框、起落架梁等主要受力结构中；70年代以来，钛合金在军用飞机和发动机中的用量迅速增加，从战斗机扩大到军用大型轰炸机和运输机，它在F14和F15飞机上的用量占结构重量的25%，在F100和TF39发动机上的用量分别达到25%和33%；80年代以后，钛合金材料和工艺技术达到了进一步发展，一架B1B飞机需要90402公斤钛材。现有的航空航天用钛合金中，应用最广泛的是多用途的a+b型Ti-6Al-4V合金。近年来，西方和俄罗斯相继研究出两种新型钛合金，它们分别是高强高韧可焊及成形性良好的钛合金和高温高强阻燃钛合金，这两种先进钛合金在未来的航空航天业中具有良好的应用前景。

随着现代战争的发展，陆军部队需求具有威力大、射程远、精度高、有快速反应能力的多功能的先进加榴炮系统。先进加榴炮系统的关键技术之一是新材料技术。自行火炮炮塔、构件、轻金属装甲车用材料的轻量化是武器发展的必然趋势。在保证动态与防护的前提下，钛合金在陆军武器上有着广泛的应用。155火炮制退器采用钛合金后不仅可以减轻重量，还可以减少火炮身管因重力引起的变形，有效地提高了射击精度；在主战坦克及直升机－反坦克多用途导弹上的一些形状复杂的构件可用钛合金制造，这既能满足产品的性能要求又可减少部件的加工费用。

在过去相当长的时间里，钛合金由于制造成本昂贵，应用受到了极大的限制。近年来，世界各国正在积极开发低成本的钛合金，在降低成本的同时，还要提高钛合金的性能。在我国，钛合金的制造成本还比较高，随着钛合金用量的逐渐增大，寻求较低的制造成本是发展钛合金的必然趋势。

1.3 复合材料

先进复合材料是比通用复合材料有更高综合性能的新型材料，它包括树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料等，它在军事工业的发展中起着举足轻重的作用。先进复合材料具有高的比强度、高的比模量、耐烧蚀、抗侵蚀、抗核、抗粒子云、透波、吸波、隐身、抗高速撞击等一系列优点，是国防工业发展中最重要的一类工程材料。

1.4.1 树脂基复合材料

树脂基复合材料具有良好的成形工艺性、高的比强度、高的比模量、低的密度、抗疲劳性、减震性、耐化学腐蚀性、良好的介电性能、较低的热导率等特点，广泛应用于军事工业中。树脂基复合材料可分为热固性和热塑性两类。热固性树脂基复合材料是以各种热固性树脂为基体，加入各种增强纤维复合而成的一类复合材料；而热塑性树脂则是一类线性高分子化合物，它可以溶解在溶剂中，也可以在加热时软化和熔融变成粘性液体，冷却后硬化成为固体。树脂基复合材料具有优异的综合性能，制备工艺容易实现，原料丰富。在航空工业中，树脂基复合材料用于制造飞机机翼、机身、鸭翼、平尾和发动机外涵道；在航天领域，树脂基复合材料不仅是方向舵、雷达、进气道的重要材料，而且可以制造固体火箭发动机燃烧室的绝热壳体，也可用作发动机喷管的烧蚀防热材料。近年来研制的新型氰酸树脂复合材料具有耐湿性强，微波介电性能佳，尺寸稳定性好等优点，广泛用于制作宇航结构件、飞机的主次承力结构件和雷达天线罩。

1.4.3 金属基复合材料

金属基复合材料具有高的比强度、高的比模量、良好的高温性能、低的热膨胀系数、良好的尺寸稳定性、优异的导电导热性在军事工业中得到了广泛的应用。铝、镁、钛是金属基复合材料的主要基体，而增强材料一般可分为纤维、颗粒和晶须三类，其中颗粒增强铝基复合材料已进入型号验证，如用于F－16战斗机作为腹鳍代替铝合金，其刚度和寿命大幅度提高。碳纤维增强铝、镁基复合材料在具有高比强度的同时，还有接近于零的热膨胀系数和良好的尺寸稳定性，成功地用于制作人造卫星支架、L频带平面天线、空间望远镜、人造卫星抛物面天线等；碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有良好的高温性能和抗磨损的特点，可用于制作火箭、导弹构件，红外及激光制导系统构件，精密航空电子器件等；碳化硅纤维增强钛基复合材料具有良好的耐高温和抗氧化性能，是高推重比发动机的理想结构材料，目前已进入先进发动机的试车阶段。在兵器工业领域，金属基复合材料可用于大口径尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托，反直升机 / 反坦克多用途导弹固体发动机壳体等零部件，以此来减轻战斗部重量，提高作战能力。

1.4.5 陶瓷基复1.4.6 合材料

陶瓷基复合材料是以纤维、晶须或颗粒为增强体，与陶瓷基体通过一定的复合工艺结合在一起组成的材料的总称，由此可见，陶瓷基复合材料是在陶瓷基体中引入第二相组元构成的多相材料，它克服了陶瓷材料固有的脆性，已成为当前材料科学研究中最为活跃的一个方面。陶瓷基复合材料具有密度低、比强度高、热机械性能和抗热震冲击性能好的特点，是未来军事工业发展的关键支撑材料之一。陶瓷材料的高温性能虽好，但其脆性大。改善陶瓷材料脆性的方法包括相变增韧、微裂纹增韧、弥散金属增韧和连续纤维增韧等。陶瓷基复合材料主要用于制作飞机燃气涡轮发动机喷嘴阀，它在提高发动机的推重比和降低燃料消耗方面具有重要的作用。

1.4.7 碳－碳复材料
碳－碳复合材料是由碳纤维增强剂与碳基体组成的复合材料。碳－碳复合材料具有比强度高、抗热震性好、耐烧蚀性强、性能可设计等一系列优点。碳－碳复合材料的发展是和航空航天技术所提出的苛刻要求紧密相关。80年代以来，碳－碳复合材料的研究进入了提高性能和扩大应用的阶段。在军事工业中，碳－碳复合材料最引人注目的应用是航天飞机的抗氧化碳－碳鼻锥帽和机翼前缘，用量最大的碳－碳产品是超音速飞机的刹车片。碳－碳复合材料在宇航方面主要用作烧蚀材料和热结构材料，具体而言，它是用作洲际导弹弹头的鼻锥帽、固体火箭喷管和航天飞机的机翼前缘。目前先进的碳－碳喷管材料密度为1.87~1.97克/厘米3，环向拉伸强度为75~115兆帕。近期研制的远程洲际导弹端头帽几乎都采用了碳－碳复合材料。

随着现代航空技术的发展，飞机装载质量不断增加，飞行着陆速度不断提高，对飞机的紧急制动提出了更高的要求。碳－碳复合材料质量轻、耐高温、吸收能量大、摩擦性能好，用它制作刹车片广泛用于高速军用飞机中。

1.5 超高强度钢和先进高温合金

超高强度钢是屈服强度和抗拉强度分别超过1200兆帕和1400兆帕的钢，它是为了满足飞机结构上要求高比强度的材料而研究和开发的。超高强度钢大量用于制造火箭发??压容器和一些常规武器。由于钛合金和复合材料在飞机上应用的扩大，钢在飞机上用量有所减少，但是飞机上的关键承力构件仍采用超高强度钢制造。目前，在国际上有代表性的低合金超高强度钢300M，是典型的飞机起落架用钢。此外，低合金超高强度钢D6AC是典型的固体火箭发动机壳体材料。超高强度钢的发展趋势是在保证超高强度的同时，不断提高韧性和抗应力腐蚀能力。

高温合金是航空航天动力系统的关键材料。高温合金是在600~1200oC高温下能承受一定应力并具有抗氧化和抗腐蚀能力的合金，它是航空航天发动机涡轮盘的首选材料。按照基体组元的不同，高温合金分为铁基、镍基和钴基三大类。发动机涡轮盘在60 年代前一直是用锻造高温合金制造，典型的牌号有A286和Inconel 718。70年代，美国GE公司采用快速凝固粉末Rene95合金制作了CFM56发动机涡轮盘，大大增加了它的推重比，使用温度显著提高。从此，粉末冶金涡轮盘得以迅速发展。最近美国采用喷射沉积快速凝固工艺制造的高温合金涡轮盘，与粉末高温合金相比，工序简单，成本降低，具有良好的锻造加工性能，是一种有极大发展潜力的制备技术。

1.6 钨合金

钨的熔点在金属中最高，其突出的优点是高熔点带来材料良好的高温强度与耐蚀性，在军事工业特别是武器制造方面表现出了优异的特性。在兵器工业中它主要用于制作各种穿甲弹的战斗部。钨合金通过粉末预处理技术和大变形强化技术，细化了材料的晶粒，拉长了晶粒的取向，以此提高材料的强韧性和侵彻威力。我国研制的主战坦克125Ⅱ型穿甲弹钨芯材料为W-Ni-Fe，采用变密度压坯烧结工艺，平均性能达到抗拉强度1200兆帕，延伸率为15%以上，战技指标为2000米距离击穿600毫米厚均质钢装甲。目前钨合金广泛应用于主战坦克大长径比穿甲弹、中小口径防空穿甲弹和超高速动能穿甲弹用弹芯材料，这使各种穿甲弹具有更为强大的击穿威力。

1.7 金属间化合物

金属间化合物具有长程有序的超点阵结构，保持很强的金属键结合，使它们具有许多特殊的理化性质和力学性能。金属间化合物具有优异的热强性，近年来已成为国内外积极研究的重要的新型高温结构材料。在军事工业中，金属间化合物已被用于制造承受热负荷的零部件上，如美国普奥公司制造了JT90燃气涡轮发动机叶片，美国空军用钛铝制造小型飞机发动机转子叶片等，俄罗斯用钛铝金属间化合物代替耐热合金作活塞顶，大幅度地提高了发动机的性能。在兵器工业领域，坦克发动机增压器涡轮材料为K18镍基高温合金，因其比重大、起动惯量大而影响了坦克的加速性能，应用钛铝金属间化合物及其由氧化铝、碳化硅纤维增强的复合轻质耐热新材料，可以大大改善坦克的起动性能，提高战场上的生存能力。此外，金属间化合物还可用于多种耐热部件，减轻重量，提高可靠性与战技指标。

1.8 结构陶瓷

陶瓷材料是当今世界上发展最快的高技术材料，它已经由单相陶瓷发展到多相复合陶瓷。结构陶瓷材料因其耐高温、低密度、耐磨损及低的热膨胀系数等诸多优异性能，在军事工业中有着良好的应用前景。

近年来，国内外对军用发动机用结构陶瓷进行了内容广泛的研究工作，如发动机增压器小型涡轮已经实用化；美国将陶瓷板镶嵌在活塞顶部，使活塞的使用寿命大幅度提高，同时也提高了发动机的热效率。德国在排气口镶嵌陶瓷构件，提高了排气口的使用效能。国外红外热成像仪上的微型斯特林制冷机活塞套和气缸套用陶瓷材料制造，其寿命长达2000小时；导弹用陀螺仪的动力靠火药燃气供给，但燃气中的火药残渣对陀螺仪有严重损伤，为消除燃气中的残渣并提高导弹的命中精度，需研究适于导弹火药气体在2000oC下工作的陶瓷过滤材料。在兵器工业领域，结构陶瓷广泛应用于主战坦克发动机增压器涡轮、活塞顶、排气口镶嵌块等，是新型武器装备的关键材料。目前，20~30毫米口径机关枪的射频要求达到1200发/分以上，这使炮管的烧蚀极为严重。利用陶瓷的高熔点和高温化学稳定性能有效地抑制了严重的炮管烧蚀，陶瓷材料具有高的抗压和抗蠕变特性，通过合理设计，使陶瓷材料保持三向压缩状态，克服其脆性，保证陶瓷衬管的安全使用。

2 军用功能材料

2.1 光电功能材料

光电功能材料是指在光电子技术中使用的材料，它能将光电结合的信息传输与处理，是现代信息科技的重要组成部分。光电功能材料在军事工业中有着广泛的应用。碲镉汞、锑化铟是红外探测器的重要材料；硫化锌、硒化锌、砷化镓主要用于制作飞行器、导弹以及地面武器装备红外探测系统的窗口、头罩、整流罩等。氟化镁具有较高的透过率、较强的抗雨蚀、抗冲刷能力，它是较好的红外透射材料。激光晶体和激光玻璃是高功率和高能量固体激光器的材料，典型的激光材料有红宝石晶体、掺钕钇铝石榴石、半导体激光材料等。

2.2 贮氢材料

某些过渡簇金属，合金和金属间化合物，由于其特殊的晶格结构的原因，氢原子比较容易透入金属晶格的四面体或八面体间隙位中，形成了金属氢化物，这种材料称为贮氢材料。

在兵器工业中，坦克车辆使用的铅酸蓄电池因容量低、自放电率高而需经常充电，此时维护和搬运十分不便。放电输出功率容易受电池寿命、充电状态和温度的影响，在寒冷的气候条件下，坦克车辆起动速度会显著减慢，甚至不能起动，这样就会影响坦克的作战能力。贮氢合金蓄电池具有能量密度高、耐过充、抗震、低温性能好、寿命长等优点，在未来主战坦克蓄电池发展过程中具有广阔的应用前景。

2.3 阻尼减震2.4 材料

阻尼是指一个自由振动的固体即使与外界完全隔离，它的机械性能也会转变为热能的现象。采用高阻尼功能材料的目的是减震降噪。因此阻尼减震材料在军事工业中具有十分重要的意义。

国外金属阻尼材料的应用主要集中在船舶、航空、航天等工业部门。美国海军已采用Mn-Cu高阻尼合金制造潜艇螺旋桨，取得了明显的减震效果。在西方，阻尼材料及技术在武器上的应用研究工作受到了极大的关注，一些发达国家专门成立了阻尼材料在武器装备上应用的研究机构。80年代后，国外阻尼减震降噪技术有了更大的发展，他们借助CAD/CAM在减震降噪技术中的应用，把设计－材料－工艺－试验一体化，进行了整体结构的阻尼减震降噪设计。我国在70年代前后进行了阻尼减震降噪材料的研究工作，并取得了一定的成果，但与发达国家相比，仍有一定的差距。阻尼材料在航空航天领域主要用于制造火箭、导弹、喷气机等控制盘或陀螺仪的外壳；在船舶工业中，阻尼材料用于制造推进器、传动部件和舱室隔板，有效地降低了来自于机械零件啮合过程中表面碰撞产生的振动和噪声。在兵器工业中，坦克传动部分（变速箱，传动箱）的振动是一个复杂振动，频率范围较宽，高性能阻尼锌铝合金和减振耐磨表面熔敷材料技术的应用，大大减轻了主战坦克传动部分产生的振动和噪声。

2.5 隐身材料

现代攻击武器的发展，特别是精确打击武器的出现，使武器装备的生存力受到了极大的威胁，单纯依靠加强武器的防护能力已不实际。采用隐身技术，使敌方的探测、制导、侦察系统失去功效，从而尽可能地隐蔽自己，掌握战场的主动权。抢先发现并消灭敌人，已成为现代武器防护的重要发展方向。隐身技术的最有效手段是采用隐身材料。国外隐身技术与材料的研究始于第二次世界大战期间，起源在德国，发展在美国并扩展到英、法、俄罗斯等先进国家。目前，美国在隐身技术和材料研究方面处于领先水平。在航空领域，许多国家都已成功地将隐身技术应用于飞机的隐身；在常规兵器方面，美国对坦克、导弹的隐身也已开展了不少工作，并陆续用于装备，如美国M1A1坦克上采用了雷达波和红外波隐身材料，前苏联T－80坦克也涂敷了隐身材料。

隐身材料有毫米波结构吸波材料、毫米波橡胶吸波材料和多功能吸波涂料等，它们不仅能够降低毫米波雷达和毫米波制导系统的发现、跟踪和命中的概率，而且能够兼容可见光、近红外伪装和中远红外热迷彩的效果。

近年来，国外在提高与改进传统隐身材料的同时，正致力于多种新材料的探索。晶须材料、纳米材料、陶瓷材料、手性材料、导电高分子材料等逐步应用到雷达波和红外隐身材料，使涂层更加薄型化、轻量化。纳米材料因其具有极好的吸波特性，同时具备了宽频带、兼容性好、厚度薄等特点，发达国家均把纳米材料作为新一代隐身材料加以研究和开发；国内毫米波隐身材料的研究起步于80年代中期，研究单位主要集中在兵器系统。经过多年的努力，预研工作取得了较大进展，该项技术可用于各类地面武器系统的伪装和隐身，如主战坦克、155毫米先进加榴炮系统及水陆两用坦克。

目前，世界上正在研制的第四代超音速歼击机，其机体结构采用复合材料、翼身融合体和吸波涂层，使其真正具有了隐身功能，而电磁波吸收型涂料、电磁屏蔽型涂料已开始在隐身飞机上涂装；美国和俄罗斯的地对空导弹正在使用轻质、宽频带吸收、热稳定性好的隐身材料。可以预见，隐身技术的研究和应用已成为世界各国国防技术中最重要的课题之一。

四 我国军用新材料的产业化趋势

应用于军事工业中的新材料均具有较高的技术含量，因而军用新材料的产业化速度普遍比较缓慢。世界范围内的军用新材料正向功能化、超高能化、复合轻量和智能化的方向发展。由此看来，钛合金、复合材料和纳米材料在军事工业中具有十分良好的产业化前景。

4.1 钛合金

钛是20世纪五十年代发展起来的一种性能优异、资源丰富的金属。随着军事工业对高强低密度材料需求的日益迫切，钛合金的产业化进程显著加快。在国外，先进飞机上钛材重量已达到飞机结构总重的30~35%。我国在“九五”期间，为满足航空、航天、舰艇等部门需要，国家把钛合金作为新材料的发展重点之一，预计“十五”将成为我国钛合金新材料新工艺的高速发展时期。

4.2 复合材料

军事高技术的发展要求材料不再是单一的结构材料，在这种条件下??国在先进复合材料的研制和应用方面取得了很大的成绩，它在“十五”期间的发展会更加引人注目。21世纪复合材料的发展方向是低成本、高性能、多功能和智能化。

4.4 纳米材料

纳米技术是现代科学和技术相结合的产物，它不仅涉及到现有的一切基础性科学技术领域，而且在军事工业中有着广泛的应用前景。随着未来战争突然性的急剧增大，各种探测手段越来越先进。为适应现代化战争的需要，隐身技术在军事领域占有十分重要的地位。纳米材料对雷达波的吸收率较高，从而为兵器隐身技术的发展提供了物质基础。

㈢ 军事卫星特点和功能

军用卫星主要在于提高卫星的生存能力和抗干扰能力，实现全天候、全天时覆盖地球和实时传输信息，延长工作寿命，扩大军事用途。许多国家都把军事卫星当作国防竞备的重要内容，并让它在现代战争中大显身手。而在和平年代，又把这些军事卫星改造为民用，为经济建设服务。

世界上最早部署国防卫星系统的是美国。自1962年至1984年，美国共部署了三代国防通信卫星68颗，使军队指挥能运筹帷幄，决胜千里。据说，美国总统向全球一线部队下达作战命令仅需3分钟。军事卫星系统包括：图像摄影卫星、、导航定位卫星、导弹预警卫星、军用通信卫星、电子窃听卫星。

(3)镁基复合材料扩展阅读

中国的卫星已经完成了技术的验证，也就是说，中国已经完全解决了军用卫星的技术问题，包括各种侦察卫星，有些卫星是使用成象雷达进行扫描的。外界盛传，神舟飞船的轨道舱就是一种侦察卫星，在轨工作8个月，其精度完全达到军用水平。

但是，中国在这方面向来保密甚好，1997年曾经发射了一颗卫星，但是政府却没有公布，据外界推测，显然那是一颗军用卫星。除此以外，还有杀手卫星，这是中国进行新三打三防的一部分，就是打卫星。此卫星靠接近敌方卫星并与敌方共亡的方式来摧毁敌方卫星。

㈣ 抗氧化膜的影响因素

Sr对原位反应自生Mg2Si/ZM5复合材料
通过真空感应炉中氩气保护，在ZM5熔体中加入Si获得原位反应自生Mg2Si/ZM5复合材料。采用OM、ESEM、XRD等探讨了Sr对这种复合材料的组织与性能的影响规律。

AXfa0002 SiCw/LD2Al复合材料超塑变形协调机制的研究
SiCw/LD2Al复合材料具备高比强度、高比刚度、耐磨、耐热、热膨胀系数小并可调等一系列优异性能而在航空、航天领域得到了广泛的应用，但是差的机械加工性能限制了它的进一步发展。为了解决这一问题，提出了近终形成型技术，高应变速率超塑性是近终形的关键。金属基复合材料的高应变速率拉伸超塑性已经进行了很深入的研究，但是对于压缩变形，尤其是SiCw/LD2Al复合材料的压缩变形机制研究的很少。本文主要从SiCw/LD2Al复合材料界面应力集中的角度研究超塑变形的协调机制。

AXfa0003 TiCp/W复合材料热冲击损伤行为的数值模拟
为了揭示Tic颗粒增强的钨基复合材料（TiCp/W）高温下的失效规律，采用有限元方法从宏观和微观两个方面对该复合材料在氧乙炔热冲击中的损伤行为进行了数值模拟。复合材料非稳态温度场的模拟结果、材料的宏观与微观损伤行为的模拟结果都与实验结果吻合。

AXfa0004 Ti-Al-B合金中铝含量对硼化物的存在方式和形态的影响
用熔铸法制备了硼化物颗粒增强钛基复合材料，通过XRD和SEM，详细研究了含铝量变化时合金的相组成及硼化物的形态和存在方式的变化规律。

AXfa0005 SiCw/MB15镁基复合材料超塑性变形空洞行为
用金相显微镜、扫描电镜对SiCw/MB15镁基复合材料在340℃，应变速率为1.67×10-2s-1变形条件超塑性变形过程中空洞的行为进行了研究。结果表明空洞最先在三叉晶界处形成，空洞的长大在变形初期由扩散控制，变形后期由基体塑性变形控制。

AXfa0006 原位TiB晶须和TiC颗粒复合增强Ti复合材料的压缩性能及微观结构
采用反应热压方法制备了原位TiB晶须和TiC颗粒复合增强钛复合材料，对复合材料进行了高温压缩试验，对变形前后的微观结构进行了分析。

AXfa0007 时效对SiCw/2024Al复合材料点腐蚀行为的影响
利用273恒电位仪测试了在室温下3.5％NaCl溶液中时效状态对SiCw/2024Al复合材料电化学腐蚀行为的影响规律。结果表明，不同的时效状态对复合材料的点蚀电位没有影响，但却使其点蚀电流发生较大的变化。三种时效状态下复合材料表面点腐蚀程度的不同，是由于复合材料微观组织结构的差别导致点腐蚀速率不同造成的。

AXfa0008 激光熔敷Ti5Si3/γ耐磨复合材料涂层组织与耐磨性
以Ti-Si-Ni合金粉末为原料对BT9钛合金进行激光熔敷处理，制备出以金属化合物Ti5Si3为增强相、以镍基固溶体γ相为基体的快速凝固"原位"耐磨复合材料表面改性层，整个改性层组织均匀、致密、与基体结合良好，具有很高的硬度及较好的抗滑动磨损性能。

AXfa0009 金属基复合材料的自发浸渗制备工艺
一般而言，金属基复合材料中增（补）强相与基体相的复合需要借助外力，如粉末冶金中烧结前粉体的两组分机械混合，以及压力铸造中熔体在外压驱使下进入多孔颗粒预制件。提供这类外力通常需要复杂工艺条件下的昂贵设备，制品在尺寸和形状上又有诸多限制。寻求经济简便的复合材料制备方法一直是一项极具挑战性的任务。
熔体自发浸渗颗粒预制件是一项前景看好的尝试。自发浸渗就是熔体在无外力作用下，借助浸润导致的毛细管压力自发进入颗粒多孔预制件。用传统成型工艺，陶瓷粉末可预制成所需要的形状和尺寸，金属性熔体自发渗入并充满预制件中的空隙，冷却凝固后获得颗粒在连续基体中均匀分布的复合材料。若组分间匹配得当、复合良好，可期望复合材料具有理想的力学性能。

AXfa0010 铜/钢复合材料的研究及应用
为了使金属材料最大限度地发挥出其所具有的性能，其方法之一就是把性能不同的材料加以组合制成复合材料。钢/钢复合材料（钢表面复铜或铜合金）由于具有防腐蚀、抗磨损、导电导热性能优良、美观、成本低等优点，在军工、电子、造币、炊具及建筑装饰等领域有着广阔的应用前景，其研究也越来越引起国内外的关注。本文主要介绍了铜/钢复合材料的应用、生产方法的新进展。

AXfa0011 喷射沉积成形颗粒增强金属基复合材料制备技术的发展
分析了喷射沉积成形颗粒增强金属基复合材料制备技术的研究现状。系统地介绍了原位反应喷射沉积成形过程中进行的各类反应。在总结国内外喷射沉积成形颗粒增强金属基复合材料制备技术优缺点的基础上，发展了溶铸-原位反应喷射沉积成形金属基复合材料制备新技术。

AXfa0012 铝基复合材料的腐蚀控制研究进展
铝金属基复合材料（MMCs）具有比强度和比刚度高，耐磨蚀等优点，被视为在航空航天及汽车工业等领域中最有前途的新型结构材料之一。多年来，国内外均致力于铝MMCs的制备和提高机械性能的研究。相对而言，对该材料腐蚀性能特别是腐蚀控制的研究则少得多。这显然与铝MMCs应用日益增长的现状不适应，研究铝MMCs的腐蚀及腐蚀控制问题已成为材料科学中的一个重要的课题。

AXfa0014 电子封装材料的研究现状
电子及封 装技术的快速发展对 封装材料的性能提出了更为严格的要求。综述了种新型封装材料的发展现状；并以金属基复合材料为重点，分别从增强体，基体材料，制备工气及微结构几个方面讨论了它们对材料热性能的影响；据此进一步提出了改善封装材料热性能的途径及未来的发展方向。

AXfa0015 内部因素对金属基复合材料磨损性能的影响
综述和分析了金属基复合材料内部因素对磨损性能的影响。这些因素包括增强体种类、大小、形状和取向、体积人数。分析表明，上述因素通过影响复合材料的磨损机制而影响磨损性能。金属基复合材料在各种条件下表现的磨损机制的多样性是造成其磨损性能不稳定的原因。

AXfa0016 金属层状复合材料的超塑变形行为
通过热压合和轧制的方法研制了金属多层复合材料，对复合材料的超塑性变形行为进行了研究，发现在一定的变形条件下，高塑性材料对低塑性材料存在"牵动效应"。并对复合和各组元的流变应力、应变速率敏感性指数m进行了理论推导和实验研究。
和单一合金相比金属复合材料有许多优点，一方面它可以很好地增强材料功能，另一方面它具有优良 的性能价格比，因而具有强劲的市场竞争能力，在许多工业领域里获得了广泛的应用。本课题在双层复合材料的基础上研制了多层金属复合材料，后者除了具有双层复合材料的优点之外，还有其自身的特点，即组元之间存在界面层，扩散良好的界面层的性能介于两组元之间，在超塑变形时高塑性组元对低塑性组元产生带动作用，使复合材料获得较好的整体超塑性。

AXfa0017 外部因素对金属基复合材料磨损性能的影响
综述和分析了正载荷、滑动速度、滑动距离、环境温度等外部因素对金属基复合材料磨损性能的影响。与复合材料内部影响因素类似，外部因素通过影响复合材料磨损机制而影响复合材料磨损率。

AXfa0018 颗粒增强铝基复合材料的研制、应用与发展
颗粒增强铝基复合材料（如SiCp/Al）具有高比强度和比刚度、耐磨、耐疲劳、低热膨胀系数、低密度、高微屈服强度、良好的尺寸稳定性和导热性等优异的力学性能和物理性能，可广泛应用于航天、军事、汽车、电子、体育运动等领域。因此，从上世纪80年代初开始，世界各国竞相研究开发这类材料，从材料的制备工艺、微观组织、力学性能与断裂特性等角度进行了许多基础性研究工作，取得了显著成绩。目前，各国相继进入了颗粒增强铝基复合材料的应用开发阶段，在美国和欧洲发达国家，该类复合材料的工业应用已开始，并且被列为21世纪新材料应用开发的重要方向。
本文通过介绍和分析国外颗粒增强铝基复合材料的研制、应用和发展趋势，并在分析国内该材料现状的基础上，根据"十五"期间国内需求，探讨和分析我国颗粒增强铝基复合材料的发展对策，期待提出的建议和对策对于提高国内颗粒增强铝基复合材料的应用发展有所贡献。

AXfa0019 金属层状复合材料的研究状况与展望
回顾了金属层状复合材料在工艺、机制方面的研究现状，分析了存在的问题，并对今后的研究进行了展望。
随着科学技术突飞猛进的发展，社会对材料提出了更为严格、苛刻的要求，复合材料由于在设计上了各组元的优点，并弥补了各自的不足，具有单一金属或合金无法比拟的优异综合性能，成为当今材料科学的研究热点之一。
复合材料一般可以分层状复合材料、颗粒增强复合材料和纤维增强复合材料，其中层状复合材料比颗粒增强、纤维增强复合材料的生产工艺简单，因而倍受欢迎，广泛应用于宇航、石油、化工、轻工、汽车、造船、电子、电力、冶金、机械、核能及日用品等领域。

AXfa0020 SiC/Wn层状复合材料力学性能与显微结构的研究
在陶瓷/金属层状复合材料中，由于金属在破坏以前，通过塑性变形吸收大量的能量，既阻碍了裂纹的失稳扩展，又能起到预报材料失效的作用。与此同时金属与陶瓷之间的性非常强，能极大地提高复合材料的可靠性，因此，对金属作为陶瓷增韧相的层状复合材料的研究有着非常诱人的前景。
用金属钨作为延性层，增韧碳化硅陶瓷，设备了SiC/W层状复合材料，并测试了其力学性能。结果表明，在保持强度不变的同时，断裂韧性提高了1倍。XRD和SEM分析发现，W和SiC发生化学反应，界面产生新相，增强了层状复合材料的界面结合，但同时降低了金属对陶瓷的增韧效果。

AXfa0021 低体积分数AL2O3颗粒增强铝基复合材料的制备工艺
颗粒增强铝基复合材料由于价格低廉,性能优越,目前已经被广泛的应用于国民生产的各个部门之中.目前制备颗粒增强铝基复合材料比较成熟的工艺有粉末冶金、搅拌铸造、挤压铸造等方法,这几种方法各有其优缺点.挤压铸造法是一种成本低,制备的材料性能优良的制备方法.但是挤压铸造法制备颗粒增强铝基复合材料的体积分数高,所得的材料难以进行挤压等塑性变形.为了使通过挤压铸造工艺得到的复合材料能够进行塑性变形,本文通过在预制块中掺入铝粉来降低预制块的体积分数,从而降低复合材料的体积分数,使之能够进行塑性成形.

AXfa0022 内应力蠕变对SicW/A1复合材料残余应力的影响
碳化硅增强铝基复合材料经历一定的温度变化后就会在材料内部产生热错配应力。当材料冷却到室温，该应力就成为了残余应力。由于该力对复合材料的微观组织结构、和性能有较大的影响，所以近年来得到了广泛的重视。最近，我们的研究表明，热处理可以改变材料的热错应力和残余应力。本文探讨了热处理工艺对SiCwA1复合材料残余应力的影响。

AXfa0023 SiCw／60601A1复合材料瞬间液相焊接接头界面形成机理
研究了SiC／6061A1复合材料瞬间液相焊接接头界面结构形成机理，在焊接过程中采用Zn－A1合金作为中间层，并辅助了刮擦、搅拌工艺。观察了Zn－A1合金／母材界面行为，从润湿、溶解角度分析了Zn－A1合金与母材之间的相互作用。

AXfa0024 热挤压SiCp／2A12复合材料才组织的性能
研究了热挤压对17vol．％SiCp／2A12复合材料型材组织和性能的影响。结果表明，热挤压加工可改善增强颗粒在基体中分布，消除热压坯料内部的孔隙，明显改善P／M法制备的SiCp／2A12复合材料型材组织和力学性能。

AXfa0025 15vol％ A12O3颗粒增强6061铝基复合材料高温压缩变形行为
颗粒增强铝基复合材料具有比强度高、比模量高、导热性及尺寸稳定性好等优点，但其塑性较差，在塑性加工过程中常伴随着颗粒的断裂及表面开裂现象，严重地影响了产品的性能。有人发现在接近固液两相区进行塑性成形具有比较好的效果。本文对亚微米级A12O3颗粒增强6061铝合金复合材料进行了高温压缩变形试验研究。

AXfa0026 SiCp颗粒尺寸及含量对铝基复合材料拉伸性能的影响
对粉末冶金法制备的不同尺寸和体积含量碳化硅颗粒增强铝基复合材料的拉伸性能进行了研究。

AXfa0027 ZrCp/W复合材料的高温拉伸行为
为了提高W的高温强度，在W中加入20vol％ZiC颗粒形成ZrCp/W复合材料。在20～1400℃的拉伸试验结果表明：随温度的升高，复合材料的应力――应变曲线的非线性行为加剧，杨氏模量降低，抗拉强度和断裂应变随温度的升高而增大，强度在1200℃时出现峰值480．4MPa。复合材料在高温下的强化机理是ZrC颗粒的载荷传递和基体的位错强化。

AXfa0028 PSZ／Ni系复合材料高温氧化行为
采用粉末冶金法制备出PSZ/Ni系复合材料，对不同组成的复合材料分别在700℃、900℃空气中的等温，对材料中金属的氧化行为进行了分析。结果表明，金属Ni组元的氧化程度随陶瓷组元的增加而增加且高温时更加严重。其原因主要是一方面，PSZ具有较高的氧离子传导率，导致氧向材料内部迅速扩散；另一方面，复合材料中存在大量的金属与陶瓷的界面，大大缩短了氧的扩散途径。PSZ高的氧导率以及金属（陶瓷）是呈颗粒分散存在，使金属的表面积大大增加导致金属相氧化加剧。

㈤ 镁基复合材料 国内外的

前言：综述了近年来国内外镁基复合材料的研究进展,主要包括镁基复合材料的增强相(SiC、碳纤维、B4C、Al2O3、Al18B4O33和TiC)、制备方法和界面研究等几个方面,并指出了研究镁基复合材料中注意的问题和发展趋势。
A review on the research development in magnesium matrix composites is summarized, which includes reinforcing particle,principal forming process and interface study. Reinforcing particle includes SiC, C, B_4C, Al_2O_3 , Al_(18)B_4O_(33) and TiC .The matters needing attention are pointed out. Furthermore, the tendency of study and development in the future is approached from different aspects. Several key points in magnesium matrix composites are introced.
文献名称 镁基复合材料国内外研究现状及展望
Article Name
英文(英语)翻译 Review and Prospect on the Process of Magnesium Matrix Composites;
作者 胡茂良; 吉泽升; 宋润宾; 郑小平;
Author HU Mao-liang;JI Ze-sheng;SONG Run-bin;ZHENG Xiao-ping（Department of Materials Science and Engineering;Harbin University of Science and Technology;Harbin 150040;China）;
作者单位
Author Agencies 哈尔滨理工大学材料科学与工程学院; 哈尔滨理工大学材料科学与工程学院 黑龙江哈尔滨150040; 黑龙江哈尔滨150040; 黑龙江哈尔滨;
文献出处
Article From 中国科学院上海冶金研究所; 材料物理与化学(专业) 博士论文 2000年度
关键词 镁基复合材料; 增强相; 制备方法; 界面;
Keywords magnesium matrix composites;reinforcing particle;forming process;interface;

㈥ 简述复合纤维材料的优点

纤维增强复合材料
由增强纤维和基体组成。纤维(或晶须)的直径很小，一般在l0μm以下，缺陷较少又小，断裂应变不大于百分之三，是脆性材料。容易损伤、断裂和受到腐蚀。
基体相对于纤维来说强度和模量要低得多但可经受较大的应变往往具有粘弹性和弹塑性是韧性材料。
纤维增强复合材料由纤维的长短可分为短纤维增强复合材料、长纤维复合材料和杂乱短纤维增强复合材料。纤维增强复合材料由于纤维和基体的不同品种很多如碳纤维增强环氧、硼纤维增强环氧、kevlar纤维增强环氧、kevlar纤维增强橡胶、玻璃纤维增强塑料、硼纤维增强铝、石墨纤维增强铝、碳纤维增强陶瓷、碳纤维增强碳和玻璃纤维增强水泥等。
纤维增强复合材料的性能体现在以下方面：
比强度高比刚度大成型工艺好材料性能可以设计抗疲劳性能好。破损安全性能好。多数增强纤维拉伸时的断裂应变很小、叠层复合材料的层间剪切强度和层间拉伸强度很低、影响复合材料性能的因素很多会引起复合材料性能的较大变化、用硼纤维、碳纤维和碳化硅纤维等高性能纤维制成的树脂基复合材料虽然某些性能很好但价格昂贵、纤维增强复合材料与传统的金属材料相比具有较高的强度和模量较低的密度、纤维增强复合材料还具有独特的高阻尼性能因而能较好地吸收振动能量同时减少对相邻结构件的影响
颗粒增强复合材料
颗粒增强体是用以改善复合材料的力学性能，提高断裂功、耐磨性、硬度，增进耐蚀性的颗粒状材料。如sic、tic、b4c、wc、al2o3、mos2、si3n4、tib2、bn、c、石墨~~~等
颗粒增强金属基复合材料由于制备工艺简单、成本较低微观组织均匀、材料性能各向同性且可以采用传统的金属加工工艺进行二次加工等优点，已经成为金属基复合材料领域最重要的研究方向。颗粒增强金属基复合材料的主要基体有铝、镁钛、铜和铁等，其中铝基复合材料发展最快；而镁的密度更低，有更高的比强度、比刚度，而且具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽等性能，镁基复合材料正成为继铝基之后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料。镁基复合材料因其密度小，且比镁合金具有更高的比强度、比刚度、耐磨性和耐高温性能，受到航空航天、汽车、机械及电子等高技术领域的重视。颗粒增强镁基复合材料与连续纤维增强、非连续
(短纤维、晶须等)纤维增强镁基复合材料相比，具有力学性能呈各向同性、制备工艺简单、增强体价格低廉、易成型、易机械加工等特点，是目前最有可能实现低成本、规模化商业生产的镁基复合材料

㈦ 纤维增强的和颗粒增强的复合材料有什么区别

纤维增强复合材料
由增强纤维和基体组成。纤维(或晶须)的直径很小，一般在l0μm以下，缺陷较少又小，断裂应变不大于百分之三，是脆性材料。容易损伤、断裂和受到腐蚀。 基体相对于纤维来说强度和模量要低得多但可经受较大的应变往往具有粘弹性和弹塑性是韧性材料。 纤维增强复合材料由纤维的长短可分为短纤维增强复合材料、长纤维复合材料和杂乱短纤维增强复合材料。纤维增强复合材料由于纤维和基体的不同品种很多如碳纤维增强环氧、硼纤维增强环氧、Kevlar纤维增强环氧、Kevlar纤维增强橡胶、玻璃纤维增强塑料、硼纤维增强铝、石墨纤维增强铝、碳纤维增强陶瓷、碳纤维增强碳和玻璃纤维增强水泥等。
纤维增强复合材料的性能体现在以下方面：

比强度高比刚度大成型工艺好材料性能可以设计抗疲劳性能好。破损安全性能好。多数增强纤维拉伸时的断裂应变很小、叠层复合材料的层间剪切强度和层间拉伸强度很低、影响复合材料性能的因素很多会引起复合材料性能的较大变化、用硼纤维、碳纤维和碳化硅纤维等高性能纤维制成的树脂基复合材料虽然某些性能很好但价格昂贵、纤维增强复合材料与传统的金属材料相比具有较高的强度和模量较低的密度、纤维增强复合材料还具有独特的高阻尼性能因而能较好地吸收振动能量同时减少对相邻结构件的影响
颗粒增强复合材料
颗粒增强体是用以改善复合材料的力学性能，提高断裂功、耐磨性、硬度，增进耐蚀性的颗粒状材料。如SiC、TiC、B4C、WC、Al2O3、MoS2、Si3N4、TiB2、BN、C、石墨~~~等
颗粒增强金属基复合材料由于制备工艺简单、成本较低微观组织均匀、材料性能各向同性且可以采用传统的金属加工工艺进行二次加工等优点，已经成为金属基复合材料领域最重要的研究方向。颗粒增强金属基复合材料的主要基体有铝、镁钛、铜和铁等，其中铝基复合材料发展最快；而镁的密度更低，有更高的比强度、比刚度，而且具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽等性能，镁基复合材料正成为继铝基之后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料。镁基复合材料因其密度小，且比镁合金具有更高的比强度、比刚度、耐磨性和耐高温性能，受到航空航天、汽车、机械及电子等高技术领域的重视。颗粒增强镁基复合材料与连续纤维增强、非连续 (短纤维、晶须等)纤维增强镁基复合材料相比，具有力学性能呈各向同性、制备工艺简单、增强体价格低廉、易成型、易机械加工等特点，是目前最有可能实现低成本、规模化商业生产的镁基复合材料

㈧ 飞机结构的题

钛合金在航空工业中的应用主要是制作飞机的机身结构件、起落架、支撑梁、发动机压气机盘、叶片和接头等；在航天工业中，钛合金主要用来制作承力构件、框架、气瓶、压力容器、涡轮泵壳、固体火箭发动机壳体及喷管等零部件。50年代初，在一些军用飞机上开始使用工业纯钛制造后机身的隔热板、机尾罩、减速板等结构件；60年代，钛合金在飞机结构上的应用扩大到襟翼滑轧、承力隔框、起落架梁等主要受力结构中；70年代以来，钛合金在军用飞机和发动机中的用量迅速增加，从战斗机扩大到军用大型轰炸机和运输机，它在F14和F15飞机上的用量占结构重量的25%，在F100和TF39发动机上的用量分别达到25%和33%；80年代以后，钛合金材料和工艺技术达到了进一步发展，一架B1B飞机需要90402公斤钛材。现有的航空航天用钛合金中，应用最广泛的是多用途的a+b型Ti-6Al-4V合金。近年来，西方和俄罗斯相继研究出两种新型钛合金，它们分别是高强高韧可焊及成形性良好的钛合金和高温高强阻燃钛合金，这两种先进钛合金在未来的航空航天业中具有良好的应用前景。先进复合材料是比通用复合材料有更高综合性能的新型材料，它包括树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料等，它在军事工业的发展中起着举足轻重的作用。先进复合材料具有高的比强度、高的比模量、耐烧蚀、抗侵蚀、抗核、抗粒子云、透波、吸波、隐身、抗高速撞击等一系列优点，是国防工业发展中最重要的一类工程材料。金属基复合材料具有高的比强度、高的比模量、良好的高温性能、低的热膨胀系数、良好的尺寸稳定性、优异的导电导热性在军事工业中得到了广泛的应用。铝、镁、钛是金属基复合材料的主要基体，而增强材料一般可分为纤维、颗粒和晶须三类，其中颗粒增强铝基复合材料已进入型号验证，如用于F－16战斗机作为腹鳍代替铝合金，其刚度和寿命大幅度提高。碳纤维增强铝、镁基复合材料在具有高比强度的同时，还有接近于零的热膨胀系数和良好的尺寸稳定性，成功地用于制作人造卫星支架、L频带平面天线、空间望远镜、人造卫星抛物面天线等；碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有良好的高温性能和抗磨损的特点，可用于制作火箭、导弹构件，红外及激光制导系统构件，精密航空电子器件等；碳化硅纤维增强钛基复合材料具有良好的耐高温和抗氧化性能，是高推重比发动机的理想结构材料，目前已进入先进发动机的试车阶段。在兵器工业领域，金属基复合材料可用于大口径尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托，反直升机/反坦克多用途导弹固体发动机壳体等零部件，以此来减轻战斗部重量，提高作战能力。陶瓷基复合材料是以纤维、晶须或颗粒为增强体，与陶瓷基体通过一定的复合工艺结合在一起组成的材料的总称，由此可见，陶瓷基复合材料是在陶瓷基体中引入第二相组元构成的多相材料，它克服了陶瓷材料固有的脆性，已成为当前材料科学研究中最为活跃的一个方面。陶瓷基复合材料具有密度低、比强度高、热机械性能和抗热震冲击性能好的特点，是未来军事工业发展的关键支撑材料之一。陶瓷材料的高温性能虽好，但其脆性大。改善陶瓷材料脆性的方法包括相变增韧、微裂纹增韧、弥散金属增韧和连续纤维增韧等。陶瓷基复合材料主要用于制作飞机燃气涡轮发动机喷嘴阀，它在提高发动机的推重比和降低燃料消耗方面具有重要的作用。碳－碳复合材料是由碳纤维增强剂与碳基体组成的复合材料。碳－碳复合材料具有比强度高、抗热震性好、耐烧蚀性强、性能可设计等一系列优点。碳－碳复合材料的发展是和航空航天技术所提出的苛刻要求紧密相关。80年代以来，碳－碳复合材料的研究进入了提高性能和扩大应用的阶段。在军事工业中，碳－碳复合材料最引人注目的应用是航天飞机的抗氧化碳－碳鼻锥帽和机翼前缘，用量最大的碳－碳产品是超音速飞机的刹车片。碳－碳复合材料在宇航方面主要用作烧蚀材料和热结构材料，具体而言，它是用作洲际导弹弹头的鼻锥帽、固体火箭喷管和航天飞机的机翼前缘。目前先进的碳－碳喷管材料密度为1.87~1.97克/厘米3，环向拉伸强度为75~115兆帕。近期研制的远程洲际导弹端头帽几乎都采用了碳－碳复合材料。超高强度钢是屈服强度和抗拉强度分别超过1200兆帕和1400兆帕的钢，它是为了满足飞机结构上要求高比强度的材料而研究和开发的。超高强度钢大量用于制造火箭发??压容器和一些常规武器。由于钛合金和复合材料在飞机上应用的扩大，钢在飞机上用量有所减少，但是飞机上的关键承力构件仍采用超高强度钢制造。目前，在国际上有代表性的低合金超高强度钢300M，是典型的飞机起落架用钢。此外，低合金超高强度钢D6AC是典型的固体火箭发动机壳体材料。超高强度钢的发展趋势是在保证超高强度的同时，不断提高韧性和抗应力腐蚀能力。钨的熔点在金属中最高，其突出的优点是高熔点带来材料良好的高温强度与耐蚀性，在军事工业特别是武器制造方面表现出了优异的特性。在兵器工业中它主要用于制作各种穿甲弹的战斗部。钨合金通过粉末预处理技术和大变形强化技术，细化了材料的晶粒，拉长了晶粒的取向，以此提高材料的强韧性和侵彻威力。我国研制的主战坦克125Ⅱ型穿甲弹钨芯材料为W-Ni-Fe，采用变密度压坯烧结工艺，平均性能达到抗拉强度1200兆帕，延伸率为15%以上，战技指标为2000米距离击穿600毫米厚均质钢装甲。目前钨合金广泛应用于主战坦克大长径比穿甲弹、中小口径防空穿甲弹和超高速动能穿甲弹用弹芯材料，这使各种穿甲弹具有更为强大的击穿威力。钨的熔点在金属中最高，其突出的优点是高熔点带来材料良好的高温强度与耐蚀性，在军事工业特别是武器制造方面表现出了优异的特性。在兵器工业中它主要用于制作各种穿甲弹的战斗部。钨合金通过粉末预处理技术和大变形强化技术，细化了材料的晶粒，拉长了晶粒的取向，以此提高材料的强韧性和侵彻威力。我国研制的主战坦克125Ⅱ型穿甲弹钨芯材料为W-Ni-Fe，采用变密度压坯烧结工艺，平均性能达到抗拉强度1200兆帕，延伸率为15%以上，战技指标为2000米距离击穿600毫米厚均质钢装甲。目前钨合金广泛应用于主战坦克大长径比穿甲弹、中小口径防空穿甲弹和超高速动能穿甲弹用弹芯材料，这使各种穿甲弹具有更为强大的击穿威力。钨的熔点在金属中最高，其突出的优点是高熔点带来材料良好的高温强度与耐蚀性，在军事工业特别是武器制造方面表现出了优异的特性。在兵器工业中它主要用于制作各种穿甲弹的战斗部。钨合金通过粉末预处理技术和大变形强化技术，细化了材料的晶粒，拉长了晶粒的取向，以此提高材料的强韧性和侵彻威力。我国研制的主战坦克125Ⅱ型穿甲弹钨芯材料为W-Ni-Fe，采用变密度压坯烧结工艺，平均性能达到抗拉强度1200兆帕，延伸率为15%以上，战技指标为2000米距离击穿600毫米厚均质钢装甲。目前钨合金广泛应用于主战坦克大长径比穿甲弹、中小口径防空穿甲弹和超高速动能穿甲弹用弹芯材料，这使各种穿甲弹具有更为强大的击穿威力。钨的熔点在金属中最高，其突出的优点是高熔点带来材料良好的高温强度与耐蚀性，在军事工业特别是武器制造方面表现出了优异的特性。在兵器工业中它主要用于制作各种穿甲弹的战斗部。钨合金通过粉末预处理技术和大变形强化技术，细化了材料的晶粒，拉长了晶粒的取向，以此提高材料的强韧性和侵彻威力。我国研制的主战坦克125Ⅱ型穿甲弹钨芯材料为W-Ni-Fe，采用变密度压坯烧结工艺，平均性能达到抗拉强度1200兆帕，延伸率为15%以上，战技指标为2000米距离击穿600毫米厚均质钢装甲。目前钨合金广泛应用于主战坦克大长径比穿甲弹、中小口径防空穿甲弹和超高速动能穿甲弹用弹芯材料，这使各种穿甲弹具有更为强大的击穿威力。钨的熔点在金属中最高，其突出的优点是高熔点带来材料良好的高温强度与耐蚀性，在军事工业特别是武器制造方面表现出了优异的特性。在兵器工业中它主要用于制作各种穿甲弹的战斗部。钨合金通过粉末预处理技术和大变形强化技术，细化了材料的晶粒，拉长了晶粒的取向，以此提高材料的强韧性和侵彻威力。我国研制的主战坦克125Ⅱ型穿甲弹钨芯材料为W-Ni-Fe，采用变密度压坯烧结工艺，平均性能达到抗拉强度1200兆帕，延伸率为15%以上，战技指标为2000米距离击穿600毫米厚均质钢装甲。目前钨合金广泛应用于主战坦克大长径比穿甲弹、中小口径防空穿甲弹和超高速动能穿甲弹用弹芯材料，这使各种穿甲弹具有更为强大的击穿威力。钨的熔点在金属中最高，其突出的优点是高熔点带来材料良好的高温强度与耐蚀性，在军事工业特别是武器制造方面表现出了优异的特性。在兵器工业中它主要用于制作各种穿甲弹的战斗部。钨合金通过粉末预处理技术和大变形强化技术，细化了材料的晶粒，拉长了晶粒的取向，以此提高材料的强韧性和侵彻威力。我国研制的主战坦克125Ⅱ型穿甲弹钨芯材料为W-Ni-Fe，采用变密度压坯烧结工艺，平均性能达到抗拉强度1200兆帕，延伸率为15%以上，战技指标为2000米距离击穿600毫米厚均质钢装甲。目前钨合金广泛应用于主战坦克大长径比穿甲弹、中小口径防空穿甲弹和超高速动能穿甲弹用弹芯材料，这使各种穿甲弹具有更为强大的击穿威力。求采纳

㈨ 镁基复合材料的优点和缺点是什么

抗腐蚀性没有铝合金好，
比铝合金轻：

㈩ 纤维增强陶瓷复合材料的优点有哪些

纤维增强复合材料
由增强纤维和基体组成。纤维(或晶须)的直径很小，一般在l0μm以下，缺陷较少又小，断裂应变不大于百分之三，是脆性材料。容易损伤、断裂和受到腐蚀。
基体相对于纤维来说强度和模量要低得多但可经受较大的应变往往具有粘弹性和弹塑性是韧性材料。
纤维增强复合材料由纤维的长短可分为短纤维增强复合材料、长纤维复合材料和杂乱短纤维增强复合材料。纤维增强复合材料由于纤维和基体的不同品种很多如碳纤维增强环氧、硼纤维增强环氧、Kevlar纤维增强环氧、Kevlar纤维增强橡胶、玻璃纤维增强塑料、硼纤维增强铝、石墨纤维增强铝、碳纤维增强陶瓷、碳纤维增强碳和玻璃纤维增强水泥等。
纤维增强复合材料的性能体现在以下方面：
比强度高比刚度大成型工艺好材料性能可以设计抗疲劳性能好。破损安全性能好。多数增强纤维拉伸时的断裂应变很小、叠层复合材料的层间剪切强度和层间拉伸强度很低、影响复合材料性能的因素很多会引起复合材料性能的较大变化、用硼纤维、碳纤维和碳化硅纤维等高性能纤维制成的树脂基复合材料虽然某些性能很好但价格昂贵、纤维增强复合材料与传统的金属材料相比具有较高的强度和模量较低的密度、纤维增强复合材料还具有独特的高阻尼性能因而能较好地吸收振动能量同时减少对相邻结构件的影响
颗粒增强复合材料
颗粒增强体是用以改善复合材料的力学性能，提高断裂功、耐磨性、硬度，增进耐蚀性的颗粒状材料。如SiC、TiC、B4C、WC、Al2O3、MoS2、Si3N4、TiB2、BN、C、石墨~~~等
颗粒增强金属基复合材料由于制备工艺简单、成本较低微观组织均匀、材料性能各向同性且可以采用传统的金属加工工艺进行二次加工等优点，已经成为金属基复合材料领域最重要的研究方向。颗粒增强金属基复合材料的主要基体有铝、镁钛、铜和铁等，其中铝基复合材料发展最快；而镁的密度更低，有更高的比强度、比刚度，而且具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽等性能，镁基复合材料正成为继铝基之后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料。镁基复合材料因其密度小，且比镁合金具有更高的比强度、比刚度、耐磨性和耐高温性能，受到航空航天、汽车、机械及电子等高技术领域的重视。颗粒增强镁基复合材料与连续纤维增强、非连续
(短纤维、晶须等)纤维增强镁基复合材料相比，具有力学性能呈各向同性、制备工艺简单、增强体价格低廉、易成型、易机械加工等特点，是目前最有可能实现低成本、规模化商业生产的镁基复合材料