毕业设计（论文）颗粒增强铝基复合材料的研究.doc

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1、烟台大学文经学院毕 业 论 文（设 计）颗粒增强铝基复合材料的研究Research of Particles- reinforced Aluminum Matrix Composites申请学位：工学学士 院 系：机电工程系 专 业：金属材料工程 姓 名： 班 级： 学 号： 指导老师： 2012年 5月 2日烟台大学文经学院颗粒增强铝基复合材料的研究姓 名： 导 师：王亚平 2012年 5月 2日烟台大学文经学院烟台大学文经学院毕业论文（设计）任务书院（系）：机电工程系姓名200890518101毕业届别2012专业金属材料工程毕业论文（设计）题目颗粒增强铝基复合材料的研究指导教师学历职称所

2、学专业具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等)：进度安排：指导教师（签字）： 年 月 日院（系）意见： 教学院长（主任）（签字）： 年 月 日备注：摘 要 金属基复合材料（MMCs）是新材料重点研究的领域，由于颗粒增强铝基复合材料作为先进的材料，具有优异的性能。同时原材料资源丰富，相对成本较低，在各经济领域有着广泛的应用前景，所以颗粒铝基复合材料（PRA）在金属基复合材料中占有重要地位。本文介绍了颗粒增强铝基复合材料的组分包括了基体和增强体并说明了基体的作用以及增强体的主要类型；还充分的表达了颗粒增强铝基复合材料的物理、化学性能；并且还介绍了颗粒增强铝基复合材料的几种常用的制备工艺；最后

3、还列举了颗粒铝基复合材料在一些领域的应用情况。 关键词 铝基复合材料；组分； 性能；制备工艺；研究及应用Abstract Metal matrix composites (MMCs) is the key research areas of new materials, because the particles reinforced aluminum composite material as the advanced material with excellent performance. At the same time rich raw material resources, rela

4、tively low cost, in the economic area has wide application, so particles aluminum matrix composites (PRA) in metal matrix composites occupies an important position. This paper introduces the particles reinforced aluminum matrix composites including the components of the matrix and enhance body and e

5、xplained that the role of the matrix, and increase the main body type; Also fully expressed the particles reinforced aluminum matrix composites, physics, chemical properties; And also introduced particles reinforced aluminum matrix composites, the preparation of several common process; Finally also

6、listed the particle aluminum matrix composites in some areas of application.Key words Aluminum composite materials; Components; Performance; The preparation process; Research and application目 录一、颗粒增强铝基复合材料的组分（一）基体（二）增强体（三）颗粒增强铝基复合材料界面二、颗粒增强铝基复合材料的性能二、影响颗粒增强铝基复合材料性能的因素和改善方法（一）增强颗粒与基体的润湿性（二）界面反应和界面结合状

7、态四、颗粒增强铝基复合材料的制备工艺（一）液态法1.无压浸渗法2.挤压铸造法3.搅拌铸造法4.真空压力浸渗法（二）固态法1.粉末冶金2.高能-高速工艺（三）两相法1.半固态复合铸造工艺2.喷射共沉积技术（四）原位反应合成技术1.气-液型复合技术2. 固-液型复合技术3固-固型复合技术4原位反应合成技术存在的问题五、颗粒铝基复合材料的研究现状和发展趋势（一）颗粒铝基复合材料的研究现状（二）颗粒铝基复合材料的发展趋势六 颗粒铝基复合材料的应用 七 结束语 参考文献颗粒铝基复合材料（PRA）是以铝及铝合金为基体，与颗粒增强体人工合成的复合材料，是具有发展潜力的金属基复合材料之一，其中以碳化硅、氧化铝

8、颗粒增强铝基复合材料的发展最为迅猛，已广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电气等领域，能代替铝合金、钛合金、钢等材料的制造高性能轻型构件，并可提高材料性能、使用寿命和仪器精度.一、颗粒增强铝基复合材料的组分复合材料的原材料包括基体材料和增强材料，所以颗粒增强铝基复合材料的组分为基体和增强体两部分。（一）基体基体材料主要包括金属基体材料、陶瓷基体材料和聚合物基体材料。基体是颗粒增强铝基复合材料的主要承载组分，对材料的性能具体决定性影响。所以一般选择使用高强度的铝合金为基体。基体是为复合材料中起到粘接增强体成为整体并转递载荷到增强体的主要组分之一。基体的作用是：固结增强体、传递和承受载荷、赋予复合材

9、料以特定的形状。基体是颗粒增强铝基复合材料的主要承载组分，对材料的性能具体决定性影响。基体材料成分的正确选择，对能否充分组合和发挥基体金属和增强物的性能特点，获得预期的优异综合性能满足使用要求十分重要。所以在选择基体金属时应考虑一下几方面：（1）根据金属基复合材料的使用要求金属基复合材料构件的使用要求是选择金属基体材料的重要依据。（2）根据金属基复合材料组成特点选用不同类型的增强材料对基体材料的选择有较大影响。（3）基体金属与增强物的相容性合金元素与增强物的反应程度不同，反应后生成的反应产物也不同，需要选用基体合金成分时充分考虑，尽可能选择既有利于金属与增强物侵润复合，又有利于形成合适稳定的界

10、面合金元素。（二）增强体增强体为复合材料中承受载荷的组分。按几何形状来分，增强体有零维的颗粒状、一维的纤维状、二维的片状和三维的立体结构。增强体主要有碳化物（SiC、TiC等）、氧化物（Al2O3、TiC等）、硼化物（TiB2、B4C等）和石墨。根据软硬程度，颗粒增强体可分为两种。一种是硬质的陶瓷颗粒，加入到铝合金基体中可显著提高材料的硬度、耐磨度、抗变形能力和热膨胀性能。另一种是软质颗粒，如石墨。大部分软质颗粒是优良的润滑体，软质颗粒增强铝基复合材料具有良好的耐磨性和减振性能1。颗粒增强体通过两种机制产生增韧效果：（1）当材料受到破坏力时，裂纹尖端处的颗粒发生显著变化，如晶型转变、体积变化、

11、微裂纹的产生和扩展等。它们消耗能量，提高了材料的韧性。（2）材料中的第二相颗粒使裂纹的扩展路径发生改变，如裂纹偏转、弯曲、分叉、桥接和钉扎等，从而产生增韧效果2。（三）颗粒增强铝基复合材料界面界面是基体与增强体之间化学成分有显著变化、物理和化学性质明显不同、构成彼此结合并能起载 荷传递作用的微小区域。在复合材料的制备过程中，组分相互接触，某些元素相互扩散、溶解和化学反 应而生成界面。界面是基体相和增强体相的连接部分，是应力和其它信息传递的纽带，因此，界面是重 要的微结构，其结构和性能直接影响复合材料的性能3。 对于颗粒增强铝基复合材料，界面的主要作用是吸收能量、阻碍裂纹的扩展、中断材料破坏和缓

12、解 应力集中等。对界面的研究一直是重点研究课题。界面现象十分复杂，尽管已做了大量的工作，但难度 很大。目前尚未建立精确的分析理论来研究界面对力学性能的影响，其首要问题是界面结合强度的计算 和检测方法没有确立，只能停留在定性认识的水平上。因此，对界面的认识程度还不能准确地控制界面 的结构。 此外，界面设计的统一理论体系尚未形成，只能利用一些现成的经验进行界面设计，也制约了颗粒 增强铝基复合材料的发展。二、颗粒增强铝基复合材料的性能颗粒增强铝基复合材料的性能主要取决于铝合金的种类，增强体的特性、含量、分布，以及界面状态等。因此，基体和增强体的选择对颗粒增强铝基复合材料的性能起到决定性因素。为了使得

13、到的颗粒增强铝基复合材料的具有较高的比模量和比强度，通常会在基体中加入高强度、高模量的陶瓷颗粒。由于颗粒增强铝基复合材料中铝或铝合金的含量较高，体积分数一般在80%-90%4，因此，颗粒增强铝基复合材具有良好的导热性。增强体的选择与加入，决定了材料的弹性模量和强度，但也往往的降低了延伸率。增强体通过五种强化机制对颗粒增强铝基复合材料的性能产生了影响，即固溶强化、位错强化、细晶强化、亚结构强化和应变硬化作用5。强化机制对材料性能的影响程度应根据材料的种类和不同的变形阶段来确定，因此很难进行精密和准确的分析。颗粒增强铝基复合材料的强度是协同效应的结果。协同效应反映了组分材料的原位特性，即各组分单独

14、存在时的性能不能表征组成复合材料后的性能。目前协同效应的力学模型和基本规律尚未充分建立，对其进行理论分析的难度很大。强度问题的复杂性来源于组分的各向异性、不规则分布和不同的破坏模式，包括增强体的种类、含量和均匀分布程度，基体合金的种类和热处理状态，界面结合的性质和强弱，裂纹生长的干预等。增强体偏聚团是裂纹源，在材料受载时将加快裂纹的扩展。制备技术的不同 将导致微观结构的差异，如亚晶粒和位错密度的大小等也会影响材料的强度。同时，颗粒增强铝基复合材料的强度和破坏方式具有一定程度的随机性。颗粒增强铝基复合材料的最大缺点在于延伸率低，造成其延伸率低的主要原因是由于复合材料的断裂方式与基体不同。材料受载

15、时，粗大的颗粒可能成为裂纹源。对于弱强度结合的界面，容易发生界面脱离，导致裂纹产生。脆性金属间化合物也会导致材料的延伸率下降6。总体而言，颗粒增强铝基复合材料的性能包括高比强度、比强度、弹性模量、耐磨性、线性膨胀系数小、尺寸稳定性好、高温性能稳定、疲劳性和断韧性好、不老化以及气密性还、二次加工性能较好等。三、影响颗粒增强铝基复合材料性能的因素和改善方法（一）增强颗粒与基体间的润湿性润湿性是由于液体与固体两相之间的粘附力大于液体内聚力而导致的两相之间的紧密接触。润湿性能将会直接影响复合材料的力学性能。对于多数陶瓷颗粒来说，其与铝液的润湿性能较差，使颗粒加入和分散比较困难。而且，当颗粒表面吸附气体

16、，水液等污染物，或颗粒表面与铝液存在氧化物薄膜时都会阻止铝液与颗粒的真正接触，使两者润湿困难。改善润湿性可采取的主要措施有一下几点:(1)在增强颗粒表面涂覆一层润湿性良好的金属（如Cu、Ni等），减小接触角。(2)向基体中加入活性元素（如Li、P等），降低颗粒表面张力。(3)对某些颗粒进行预氧化处理或者预热处理，利用生成物来改变润湿性。(4)制备过程中采用机械搅拌等方式，促使颗粒分布均匀。（二）界面反应和界面结合状态 制备温度下，颗粒与铝液之间常常发生化学反应，生成的产物对界面性能有很大的影响。一方面，适度的界面反应能增强润湿性，提高界面的结合度，。但过度的界面反应使得界面脆弱，严重降低了擦了

17、的性能。而且生成的产物经常为材料的开裂源。因次，应选取适当的颗粒、基体组合、控制反应温度、调整改善颗粒表面的润湿性，把界面反应控制在适当的范围内。根据复合材料强度的混合定律，高强度、高模量的颗粒加入基体中，其强度性能得到改善，前提条件是组成复合材料的两相必须有牢固的界面结合强度。因而，制备过程中，还应该注意寻找颗粒与基体最佳界面结合状态，以使两者发挥最佳的相容性。四、颗粒增强铝基复合材料的制备工艺 颗粒铝基复合材料的制备工艺主要有液态法、固态法、两相法和原位复合法。（一）液态法液态法主要包括无压浸渗法、挤压铸造法、真空压力浸渗法、搅拌铸造法等。采用液态法制造金属基复合材料时，制造温度高，容易发

18、生严重的界面反应，对界面控制是制备复合材料的关键，也是限制复合材料应用的关键因素。1无压浸渗法Lanxide技术是由美国Lanxide公司于1986年开发出来的。该工艺中，基体合金放在可控制气氛的加热炉中加热到基体合金液相线也上的速度，在不加压力的情况下合金熔体自发渗透到颗粒层或预制块中，最终形成颗粒增强铝基复合材料。美国Lanxide公司Aghgjanian等人指出，要使用自发渗透得以进行，需要具备两个必要条件，一是铝合金中含有一定的Mg元素；二是气氛为N环境。通过适当控制过程，如合金成分、温度、保温时间等，可以取得良好额润湿。是自发渗透得以进行。根据该工艺的特点，称其为无压浸渗法。影响该工

19、艺的主要因素为浸渗温度、颗粒大小和环境气体种类等。无压浸渗工艺的本质是实现自润湿作用。2挤压铸造法挤压铸造法是按零件的形状制作增强体预制件，将预制件放入铸型，在重力下浇入液态合金或金属，液体在压力作用下渗入预制件。在制备过程中，需要对压模和预制件进行预热，其目的是为了防止熔体过早冷却。预热温度一般低于集体和金的液相线温度。影响挤压铸造复合材料质量的主要因素有压模和预制件的预热温度、浸渗压力以及预制件的增强体体积分数等。该工艺的主要优点有可以制造形状与最终制品形状相同或相似的制件、浸渗时间短、增强体体积分数可调范围大、液态冷却快以及可消除或减轻颗粒界面反应。3搅拌铸造法搅拌铸造是指将增强陶瓷颗粒

20、加入高速搅拌的完全或者部分溶化的基体金属熔体中，然后浇注成复合材料的一种工艺。该工艺及设备要求最为简单，但是在制备过程中难以解决陶瓷颗粒的浸润问题。搅拌过程中陶瓷颗粒易聚集成团，而且重力的一个影响使颗粒下沉而造成分布不均，金属基体中易出现第二相偏析。此外，还普遍存在界面反应，加之高速机械搅拌时陶瓷颗粒的破碎，以及不可避免混入气体和夹杂物，使制得的复合材料性能不是十分理想。同时，颗粒的加入量也受到了一定限制，粒度不宜过小，一般大于107。这些均对制取性能更为优异的材料产生不利的影响。近年来，国内外也对搅拌技术和颗粒的加入技术进行了许多研究。Dural公司的Skibo等人在80年代后期对搅拌铸造工

21、艺作了重大改进8，使所制得的颗粒增强铝基复合复合材料质量和性能有明显的提高。4真空压力浸渗法真空压力浸渗法主要是采用高压惰性气体，将液体金属压入由增强物制成的预制件，制备出复合材料的一种有效方法。在真空、压力下浸渗，可以改善金属与增强体界面结合情况，内部组织也比较密实。而且通过控制熔化过程更能避免气体和夹杂物的裹入问题。该方法主要特点是适用面广、可直接成型；在由于在真空下进行，组织致密，性能优异；可以制备高体积分数的铝基复合材料。（二）固态法1粉末冶金粉末冶金是制备高熔点难成型金属材料的传统工艺，同时它也是最早开发用于制备颗粒金属基复合材料的工艺。它是将快速凝固金属粉末和增强陶瓷颗粒等经筛分、

22、混合、冷压固结、除气、热压烧结，以及压力加工制得复合材料的一种工艺。研究表明，用粉末冶金工艺生产的颗粒增强铝基复合材料的综合强度水平比用熔融金属工艺生产的同种材料的高，伸长率也较高，材料微观组织结构有所改善。但是这种工艺及设备复杂、制作成本高、制作环境苛刻，金属粉末与陶瓷颗粒混合时会因颗粒分布不均匀，除气不完全导致材料内部出现气孔，温度选择不当易造成汗析。另外，制得的的复合材料坯件一般还需要二次成型。这种设备不适用于生产较大型件，所以对铝基复合材料的工业规模生产有所限制。2高能-高速工艺高能高速成形是一种在极短时间内释放高能量而使金属变形的成形方法。高能高速成形的历史可追溯到100多年前，但由

23、于成本太高及当时工业发展的局限，该工艺在当时并未得到应用。随着高新技术的发展及某些重要零部件的特殊需求，近些年来，高能高速成形得以飞速发展。其制备复合材料的原理是在短时间内供给高能量、高速的的金属和增强颗粒的混合物，使其固结而形成复合材料。高能高速成形主要包括：利用高压气体使活塞高速运动来产生动能的高速成形，利用火药爆炸产生化学能的爆炸成形，利用电能的电液成形，以及利用磁场力的电磁成形。这些特殊的成形工艺不仅赋予了成形后的材料特殊的性能，而且与常规成形方法相比还有以下特点：（1）高能高速成形几乎不需模具和工装以及冲压设备，仅用凹模就可以实现成形。（2）高能高速成形时，零件以极高的速度贴模，这不

24、仅有利于提高零件的贴模性，而且可以有效地减小零件弹复现象。所以得到的零件精度高，表面质量好。（3）因为是在瞬间成形，所以材料的塑性变形能力提高，对于塑性差的用普通方法难以成形的材料，采用高能高速成形仍可得到理想的成形产品。（4）高能高速成形方法对制造复合材料具有独特的优越性，例如，在制造钢-钛复合金属板中，采用爆炸成形瞬间即可完成。（三）两相法1半固态复合铸造工艺 半固态复合铸造工艺也称流变铸造。该工艺是美国麻省理工学院MC flemings等人提出的，1974年美国首次发表了半固体复合铸造法的研究，其实质是液态搅拌法的一种变化和改良，是指将金属液温度控制在液相线和固相线之间进行搅拌，这时熔体

25、含有一定组分的固相粒子，增强物的加入，即使润湿效果不好，由于固相粒子的阻挡和搅拌，增强物颗粒也不会结聚或偏聚，仍然能得到较好的分散。英国Lough-bough技术大学在研究石墨增强铝合金用于上产汽车发动机和轴承的可能性时就采用了这种工艺方法。此工艺法是制造颗粒、晶须和短纤维增强金属基复合材料最常用的方法，也是成本最低的一种方法。2喷射共沉积技术 喷射沉积工艺是由英国Singer首创并于1970年正式公布。这一工艺早期应用于一些金属半成品的生产和制备，后来加利福尼亚大学Lacernia E J等人开始利用这一技术制备颗粒增强铝基复合材料。其具体工艺过程为：将铝合金在坩锅中熔化，加压流经雾化器后被

26、高速气体分散成极其细小的微滴，微滴高速冷却后沉积到基板上，便可得到理想的快凝材料；若同时通过一个或几个喷嘴射入增强粒子并使之与雾化滴一起沉积到基板上，这样便制得了复合材料。喷射沉积工艺是一种崭新的金属基复合材料制备工艺。它综合了粉末冶金和快速凝固技术，其冷却速度可达到103106K/s，因而在很大程度上避免了增强颗粒与基体的界面反应和铸造过程中普遍勋在的宏观偏析，使材料具有细小的等轴晶组织和优良的综合性能。另外，喷射沉积工艺大大简化了粉末冶金工艺，因此能有效的缩短生产周期、降低成本，有利于实行工业化生产。（四）原位反应合成技术 原位反应合成技术基本原理：根据设计要求，选择合适的反应剂，在适当的

27、温度下发生化学反应，使基体内原位声称一种或几种高熔点、高硬度和高弹性模量的增强体，达到强化金属基体的作用9。1气-液型复合技术利用铝合金熔体与O、N或含氮的气体发生反应生成AlN、AlO等增强体，或者利用铝合金基体中的合金元素与含氮或含碳的气体发生反应生成高熔点的硬质颗粒增强体。采用反应喷射沉积法制备的AlO/Al复合材料，AlO颗粒细小且分布均匀，基体晶粒小，基体和增强颗粒结合牢固，具有优异的综合性能。2固-液型复合技术将反应物粉末和铝合金熔体混合，并发生反应，声称高熔点、高硬度的增强体，均匀分布在基体中形成复合材料。它们成本较低，原料种类较多，成品的组织细密。如将Al（SO）粉末加入铝合金

28、熔体中，粉末分解产生的AlO作为强化相，生成的SO起精炼和除气作用，制得的复合材料气孔少，无团聚，AlO和基体结合良好。3固-固型复合技术包括自蔓延高温合成法（SHS）、XDTM法、接触反应法、混合盐反应法、反应机械合金化-粉末冶金法（MA-PM）。自蔓延高温合成法是利用化学反应自身的生成热来维持材料的合成。例如，制备TiB2/Al颗粒增强铝基复合材料就是利用这种方法10。但是这种方法制备的材料多为疏松状态，所以，目前SHS技术常为与其他工艺相配合，已用来制备致密材料。XDTM法是在自蔓延高温合成法的基础上改进而来的，其基本原理是将增强体组分和基体粉末按照设计的比例均匀混合，成型后制成坯块并预

29、热。各增强体组分之间在合适的温度下发生化学反应，声称尺寸细小、呈弥散分布的增强体。采用XDTM法已经制备了TiC/Al、TiB/Al等复合材料，其中TiB/Al复合材料的弹性模量比纯铝高40，高温稳定性、耐磨性能和抗疲劳性能也有较大提高。原位反应合成铝基复合材料不受增强体的体积分数限制，增强体的设计自由度大。得到的增强体体尺寸细小，并呈弥散分布状态。界面洁净、无污染，结合强度高。因此材料具有优良的力学性能、耐磨性能和高温稳定性。4原位反应合成技术存在的问题（1）强化相的种类有限，限制了材料的研发种类。（2）对制备过程中材料微观组织的形成规律有待深入认识。（3）在目前的制备水平下，增强体均匀化分

30、布程度难以提高，反应过程也无法精确控制。（4）对界面的研究还不够深入，如增强体的尺寸和体积分数、第二强化相、第三组元的加入对界面的影响等。（5）在反应生成增强体的同时，往往产生其它物质，使材料的性能恶化。五、颗粒增强铝基复合材料的研究现状和发展趋势（一）颗粒增强铝基复合材料的研究现状从20世纪60年代出现MMC到目前为止，研究最多的是铝基复合材料，尤其是颗粒增强铝基复合材料，该材料的开发和研究是近三十年来世界各发达国家广泛开展研究的一个材料领域。美国Duranlcan在加拿大已建成年产11340t的SiC/Al复合材料型材、棒材、铸锭以及复合材料零件的专业工厂，其生产的SiC/Al复合材料铸锭

31、单个重达59611。到目前为止，该公司生产的复合材料已经广泛应用于航空航天、电子工业、先进武器系统、光学精密仪器以及汽车工业和体育用品领域，并取得巨大经济效益。以上只是介绍了20世纪90年代国外集中报道的复合材料的典型实例。目前国外正在结合航空航天轻量化的发展要求，进行铝基复合材料在航天领域新的应用研究。我国研制铝基复合材料的性能达到了国际先进水平，而且应用研究正在和国外应用研究接轨，并努力将材料推向实际应用。结合铝基复合材料应用要求，我国还发展了复合材料的导热性、热膨胀性、磨擦磨损特性、疲劳特性、尺寸稳定性等应用基础研究。在铝基复合材料的复合和成型技术研究方面，已经基本掌握了精密铸造、挤压成

32、形、超塑成形、搅拌铸造、真空压力浸渍等技术，并达到了国际先进水平。在铸造法制备颗粒增强铝基复合材料的研究发面，我国已经解决了复合材料的铸造成形中的一些问题，如偏析，界面结合等问题。北行航空材料研究院经过将近10年的研究，在铸造颗粒增强铝基复合材料的制备、精密铸造工艺和应用发面取得了很大的进展，复合材料零件在卫星上获得正式应用12。在粉末冶金方面，通过不断的改革、创新与钻研，我国研制的材料已经达到了国际同类材料的研究水平。另外“十五”期间，国内在高强高韧铝基复合材料制备技术方面取得了重大突破，解决了复合材料塑韧性差的问题13。（二）颗粒增强铝基复合材料的发展趋势颗粒增强铝基复合材料一直处于快速发

33、展中，其发展趋势如下：（1）优化设计方法和研发新型材料优化设计方法和研发新型材料是颗粒增强铝基复合材料的重要发展趋势。设计自由度大是颗粒增强铝基复合材料的最大优势，优化设计方法可以最大限度地开发材料的性能，或根据应用情况进行性能的优化配置，并降低成本。目前，新型颗粒增强铝基复合材料的主要研发种类：原位自生赴俄材料、超细颗粒增强复合材料和梯度复合材料等。（2）制备工艺的创新和降低成本除了研发更种新型制备工艺外，将两种或两种以上的制备工艺结合，利用各自的优势，可以制备出性能更高的材料，如高能超声和原位反应复合法。材料在商业领域实现广泛应用的前提是降低成本，复合材料的工艺成本比原材料成本高的多，因此

34、，降低成本的途径是优化传统的制备工艺，或采用成本更低的新制备工艺。（3）国防工业将引领高性能复合材料的研发航空、空间技术和先进武器等国防工业是体现国家科技实力的领域，对材料的性能的要求很高。为了研发达到使用要求材料，各国政府对颗粒增强铝基复合材料在国防工业领域的研发投入较高。由于颗粒增强铝基复合材料的种类很多，每一种材料的性能都不同，因此对服役期间的性能稳定性的监测也是一大难点。所以，多数高性能的颗粒增前铝基复合材料的研发周期长，失败风险大。只有政府才有能力投入巨大的成本进行这项艰难的工作。六、颗粒增强铝基复合材料的应用因为颗粒增强氯基复合材料具有良好的综合性能，其比强度高于传统的铝合金，比模

35、量甚至高于钛合金，用作高性能结构材料，可提高结构安全，或优化设计。同时颗粒增强铝基复合材料物理性能优异，在某些特殊环境下可作为功能材料应用。目前，颗粒增前铝基复合材料正向商业化和应用迅速发展，美国、欧洲、日本等投入了大量的财力物力，建立了工业规模生产颗粒增强铝基复合材料的工厂，产品种类和规格达几十种，已经相继在航空航天、军工业、电子工业、汽车、体育器械等领域得到应用。颗粒增强铝基复合材料已经进入了一个腾飞阶段。21世纪的今天，由于我国科技的飞速发展，对于各种材料的性能要求也越来越严格，尤其是航空航天的崛起，是我国对于颗粒增强铝基复合复合材料的要求更是严谨，所以我过在投入了大量的财力和物力之后，

36、所收获的结果是非常乐观的。例如，北京有色金属研究所采用粉末冶金方法研制的15%volSiCp/2009Al-T4复合材料棒材与美国DWA公司采用相同方法研制的同类材料的旋转弯曲疲劳性能相当14。此外，北京有色金属研究院研制的中等体分颗粒增强铝基复合材料也具有较好的塑形和优异的综合性能。，还有，我国在无压浸渗制备高体分复合材料应用于封装器件方面、在机械合金化粉末冶金技术制备超细颗粒增强铝基复合材料应用于惯导系统方面也取得了重大突破。北京航空材料研究所已经进行了多年863项目“颗粒增强铝基复合材料精密铸造”的研究，目前已经制得了多种宇航零件样件，其中飞机发动机液压分油盖已经通过使用部门的出不试车实

37、验，卫星遥感器镜体已经通过内部质量鉴定。颗粒增强铝基复合材料的高弹性模量和低热膨胀系数的特性，决定了它在制造光学和电子封装壳体两件上的应用，尤其是高体积比（50-70vol%）颗粒铝基复合材料，具有很低的热膨胀系数和良好的导热性，是理想的电子封装壳体材料。七、结束语随着当今社会科技的飞速发展，人类对于材料的需求越来越多，同时对于材料的性能以及要求也越来越严格与苛刻。目前，颗粒增强铝基复合材料正向商业化生产和应用迅速迈进，制约颗粒增强铝基复合材料发展的关键因素正逐步被消除，如工艺复杂，制备成本等。颗粒增强铝基复合材料材料作为21世纪的先进材料，具有优异的性能，与此同时原材料资源丰富，相比较而言成

38、本较低，在各个领域有着广泛的应用前景，已经被世界各个国家受到普遍的重视与研究。迄今为止，颗粒增前铝基复合材料已经经过了斤30年的研究与发展，取得的成绩更是不可泯灭的。颗粒增强铝基复合材料的多元化的研究应用与发展，使其人类生活越来越优越，其在航空航天、军工、汽车、电子以及体育器械等方面的应用也得到的了认可和肯定。因此，如今颗粒增前铝基复合材料已经进入了一个腾飞的阶段。材料是人类社会的物质基础，社会的飞速发展推动了新材料的研发热潮，颗粒增前铝基复合材料的性能与发展前景，势必引领先进材料应用领域的革命。参 考 文 献1桂满昌.颗粒增强铝基复合材料的研究开发与应用J.材料导报，江苏科技信息，2006.

39、第3卷，第22期2郝元凯，肖加宇.高性能复合材料学M.北京：化学工业出版社，20043于化顺.金属基复合材料及其制备技术M.北京：化学工业出版社，20044刘智雄，刘荣佩，张国强.颗粒增强铝基复合材料的研究与发展J.昆明高等专科学院学报.2008第2卷，第5期5吴史明，郑史烈，李志章.颗粒增强铝基原位复合材料J.材料导报.1997第3卷，第50期6樊建中，石力开.颗粒增强铝基复合材料的研究进展J.材料导报.1997 第11卷，第50期7Rojatgi P K. JOM. 1991：43（4）：108Skibo M D，Schuster D M. USP:4，995.7599龙洋愿，章爱生.原位

40、反应生成纳米TiB2颗粒增强铝基复合材料的研究进况J.南昌大学.200610肖恩忠.原位制备金属基复合材料的研究进展J.潍坊学员报.2007.07，第二期.第八卷11徐正国，王承志.搅拌法制备SiC颗粒增强铝基复合材料的研究现状与展望J.铸造设备研究.2007.10，第五期12陈秋玲，孙艳.颗粒增强铝基复合材料的研究J.中国资源综合利用，2003.06，13张大童.铝基复合材料的研究进展J.轻合金加工技术，2000.01，第28卷.第5期14刘智雄，刘荣佩，张国强.颗粒增强铝基复合材料的研究与发展J.昆明冶金高等专科学校学报，2008.09，第24卷.第五期烟台大学文经学院毕业论文 (设计)评审表（指导教师用）题 目学生姓名学号专业指导教师姓 名职称所学专业是否同意参加答辩：得分评语：指导教师（签字）： 年 月 日烟台大学文经学院毕业论文(设计)评审表(评阅人用)题 目学生姓名学号专业指导教师姓 名职称所学专业是否同意参加答辩：得分评语：评阅人（签字）： 年 月 日烟台大学文经学院毕业论文(设计)评审表（答辩小组用）题 目学生姓名学号指导教师姓 名职称得分评语：答辩委员会（小组）（全体成员签字）： 年 月 日烟台大学文经学院毕业论文(设计)综合评定成绩表指导教师评分评阅人评分答辩评分综合评定成绩(按4：2：4)答辩委员会负责人（签字）： 年 月 日