济南大学：《复合材料》第三章 复合材料的基体材料

第三章复合材料的基体材料 复合材料的原材料包括基体材料和增强材料。 基体材料主要包括以下三部分: 金属基体材料、陶瓷基体材料和聚合物基体材料

1 复合材料的 包括 和 。 主要包括以下三部分： 、 和

金属基体材料 1、金属基体材料的选择原则 2、结构用金属基复合材料的基体 3功能用金属基复合材料的基体

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金属基复合材料学科主要涉及材料表面、 界面、相变、凝固、塑性形变、断裂力学等。 金属基复合材料中,基体主要是各种金 属或金属合金

3 金属基复合材料学科主要涉及 、 、 、 、 、 等。 金属基复合材料中，基体主要是各种 或

1、金属基体材料的选择原则 金属与合金的品种繁多,目前用作金属 基体材料的主要有铝及铝合金、鎂合金、钛 合金、镍合金、钢与铜合金、锌合金、铅、 钛铝金属间化合物等

4 的品种繁多，目前用作金属 基体材料的主要有 及 、 、 、 、 、 、 、 等

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以下几方面:

5 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 满足使用要求十分重要。 所以，在 时应考虑以下几方面：

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性能要求是选择金属基体材 料最重要的依据。 如在航天、航空技术中,高比强度和比模量以及尺寸稳 定性是最重要的性能要求;作为飞行器和卫星的构件宜选用 密度小的轻金属合金(如镁合金和铝合金)作为基体,与高 强度、高模量的石墨纤维、弸纤维等组成石墨/镁、石墨铝 硼/铝复合材料

6 金属基复合材料构件的 是选择金属基体材 料最重要的依据。 如在航天、航空技术中，高 和 以及 是最重要的性能要求；作为飞行器和卫星的构件宜选用 密度小的 （如镁合金和铝合金）作为 ，与高 强度、高模量的 、 等组成 / 、 / 、 / 复合材料

高性能发动机则要求复合材料不仅有高比强度和比模 量,还要具有优良的耐高温性能,能在高温、氧化性气氛 中正常工作。此时不宜选用一般的铝、镁合金,而应选择 钛合金、镍合金以及金属间化合物作为基体材料 如碳化硅钛、钨丝基超合金复合材料可用于喷气发 动机叶片、转轴等重要零件

7 则要求复合材料不仅有 和 ，还要具有优良的 ，能在高温、氧化性气氛 中正常工作。此时不宜选用一般的铝、镁合金，而应选择 、 以及 作为基体材料。 如 、 复合材料可用于喷气发 动机叶片、转轴等重要零件

在汽车发动机中要求其零件酎热、耐麼、导热、 定的高温强度等,同时又要求成本低廉,适合于批量生 产,因此选用铝合金作基体材料与陶瓷颗粒、短纤维组 成颗粒(短纤维)/铝基复合材料。 如碳化硅/铝复合材料、碳纤维或氧化铝纤维铝复 合材料可制作发动机活塞、缸套等零件

8 在 中要求其零件 、 、 、一 定的 等，同时又要求 ，适合于 ，因此选用 与 、 组 成颗粒（短纤维）/铝基复合材料。 如 复合材料、 复 合材料可制作发动机活塞、缸套等零件

工业集成电路需要高导热、低膨胀的金属基复合材料 作为散热元件和基板。 因此,可以选用具有高导热率的银、铜、铝等金属为 基体与高导热性、低热膨胀的超高模量石墨纤维、金刚石 纤维、碳化硅颗粒复合成具有低热膨胀系数和高导热率、 高比强度、高比模量等性能的金属基复合材料

9 需要 、 的金属基复合材料 作为散热元件和基板。 因此，可以选用具有高导热率的银、铜、铝等金属为 基体与高导热性、低热膨胀的超高模量石墨纤维、金刚石 纤维、碳化硅颗粒复合成具有低热膨胀系数和高导热率、 高比强度、高比模量等性能的金属基复合材料

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如连续纤维、短纤维 或晶须,对基体材料的选择有较大影响

10 选用不同类型的 如连续纤维、短纤维 或晶须，对基体材料的选择