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金属基复合材料的特性有哪些?

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发表时间:2022-04-09 11:11

金属基复合材料的特性有哪些?

答:金属基复合材料的性能取决于所选的金属和或合金基体和增强体的特性、含量、分布等。通过优化组合可以获得既具有金属特性,又具有高比强度、高比模量、耐热、耐磨等综合性能。综合归纳金属基复合材料具有以下性能特点:

1.   高比强度、高比模量   由于金属基体中加入了适量的高强度、高模量、低密度的纤维、晶须、颗粒等增强体,明显提高复合材料的比强度和比模量,特别是高性能连续纤维—硼纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅纤维等增强物,具有很高的强度和模量。

2.导热、导电性能   金属基复合材料中金属基体占有很高的体积分数,一般在60%以上,因此仍然保持金属所特有的良好的导热和导电性。在金属基复合材料中采用高导热性的增强体可以进一步提高金属基复合材料的热导率比纯金属基体还高。

3.热膨胀系数小,尺寸稳定性好   金属基复合材料中所用的增强物碳纤维、碳化硅纤维、晶须、颗粒、硼纤维等既具有很小的热膨胀系数,又有很高的模量,特别是超高模量的石墨纤维具有负的热膨胀系数。加入相当含量的增强体不仅大幅度提高材料的强度和模量,也使其热膨胀系数明显下降并可通过调整增强体的含量获得不同的热膨胀系数,以满足各种工况要求。

4.   良好的高温性能   由于金属基体的高温性能比聚合物高很多,增强纤维、晶须、颗粒在高温下又都具有高的高温强度和模量,因此金属基复合材料具有比基体金属更高的高温性能,特别是连续纤维增强金属基复合材料。

5.耐磨性好   金属基复合材料,尤其是陶瓷纤维、晶须、颗粒增强的金属基复合材料具有很好的耐磨性。

6.良好的疲劳性能和断裂韧度   金属基复合材料的疲劳性能和断裂韧度取决于纤维等增强体与金属基体的界面结合状态,增强体在金属体重的分布以及金属、增强体本身的特性,特别是界面状态。**的界面状态既可以有效地传递载荷,又能阻止裂纹的扩展,提高材料的断裂韧度。

7.不吸潮,不老化,气密性好   与聚合物相比,金属性质稳定、组织致密,不存在老化、分解、吸潮等问题,也不会发生性能的自然退化,具有明显的优越性。

总之,金属基复合材料具有高比强度、高比模量等以上所述的优异的综合性能,使金属基复合材料在航天、航空、电子、汽车等领域均具有广泛的应用前景。


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