当前课程知识点：工程材料 > 第6章复合材料 > 6.4金属基复合材料 > 金属基复合材料
同学们好
下面我们学习第六章的第四节
金属基复合材料
金属基复合材料
是指以金属及合金为基体
用一种或者几种金属
或者非金属增强的复合材料
金属基复合材料
克服了聚合物基复合材料
弹性模量低 耐热低
易老化的缺点
金属基复合材料是怎样分类的呢
我们看这张图
可以按它的基体来进行分类
由铝基复合材料
钛基复合材料
镁基复合材料
高温合金基复合材料
也可以按增强相来进行分类
有纤维增强 有颗粒增强
还有晶须增强
这张表给出了
几种典型的金属基复合材料
它的组成 性能特点
我们看一个例子
由碳纤维增强的铝合金
它的增强相的体积分数为35%
它的抗拉强度
达到500至800兆帕
它的拉伸模量
达到100至150GPa
而它的密度
只有每立方厘米2.4克
那其它几个表
大家也可以看一看
我们先学习颗粒增强复合材料
或者说金属陶瓷
我们看它的组成
基体为金属
钛 镍 钴 铬以及它的合金
它的增强相为陶瓷颗粒
主要有氧化物 碳化物
硼化物 氮化物等等
二性能及其应用
我们先看氧化物金属陶瓷
以钴或者镍作为粘结金属
它的热稳定性
和抗氧化性能都很好 韧性高
它主要用来制作
高速切削的工具材料
高温下工作的耐磨件
例如喷嘴 热拉丝模
以及机械密封环等等
二碳化物金属陶瓷
典型的有碳化钨加钴
这是应用最广泛的金属陶瓷
通常以钴或者镍
作为金属粘结剂
根据金属含量不同
可以制作耐热结构材料
或者工具材料
碳化物金属陶瓷用作工具时
它称为硬质合金
我们看这张表
这张表中有各种典型的硬质合金
例如有碳化钨和钴
组成的硬质合金
有碳化钨 碳化钛和钴
组成的硬质合金
还有碳化钨 碳化钛 碳化钽和钴
组成的硬质合金
那么下面对应有不同的牌号
以及它的碳化钨的含量
和它的粘结相钴的含量
和它的硬度
以及它适合的使用范围
我们看这张表
这张表是新的国标中的牌号
那我们看看以P为系列的
P20 P40
那它是由碳化钛和碳化钨加上钴
作为粘结相
组成的硬质合金材料
那么它主要应用于切削钢
铸钢 可锻铸铁等
长切屑材料的加工
另外我们看K系列 K20 K40
它是由碳化钛加碳化钽
然后用钴作为粘结相
它主要用来切削铸铁等
短切屑材料的加工
我们再看S系列的
S系列它主要是由碳化钛
碳化钽加碳化铌
然后以钴作为粘结相
主要用来加工耐热钢 不锈钢
二 纤维增强金属基复合材料
它的基体材料主要有
铝合金 镁合金 钛合金
以及镍基合金
它的增强纤维有
硼纤维 碳化硅纤维
氧化铝纤维和高强度金属丝
硼纤维 陶瓷纤维
碳纤维等增强相
都是无机非金属材料
它的密度低
强度和弹性模量很高
耐高温 比强度高
比模量高和耐高温是它的特点
我们下面看看
纤维增强金属基复合材料
它的应用
它主要应用于制造
航天飞机主舱骨架支柱
发动机的叶片 尾翼
空间站结构材料
也可以用作汽车构件
保险杠 活塞连杆
还可以用于制造自行车的车架
体育运动器材等等
我们下面学习第三类
金属基复合材料 即细颗粒
和晶须增强金属基复合材料
一组成
基体材料是铝 镁和钛及其合金
增强相为碳化硅 碳化硼
氧化铝的细颗粒或晶须
细颗粒
和晶须增强金属基复合材料
是目前应用最广泛的一类
金属基复合材料
典型的材料有
碳化硅增强铝合金
二细颗粒和晶须增强金属基
复合材料的特点及其应用
它的一个主要的特点
是具有极高的比强度和比模量
主要应用于军工行业
如轻质装甲 导弹飞翼
如航空工业的飞机部件
汽车工业的发动机活塞
制动件及喷油嘴等
我们看这张表
它给出了细颗粒
和晶须增强铝基复合材料
它的特点以及应用领域
我们举个例子
大家看三氧化二铝短纤维
增强铝基复合材料
它主要是应用于
汽车发动机的抗磨环
它的性能特点是耐磨 成本低
下面我们将第六章复合材料
进行下小结
在这一章我们介绍了
复合材料的概念
复合材料是由两种或几种
物理 化学性质不同的材料
经过一定的方法
获得的一种新的多相固体材料
它具有单一材料不具备的双重
或者多重的功能或性能
复合材料它由基体相
和增强相组成
它具有高的比强度 比模量
很好的抗疲劳和抗断裂性能
具有优越的耐高温性能
减摩 耐磨性能
常用的复合材料有
酚醛树脂玻璃钢
环氧树脂玻璃钢
ABS玻璃钢 碳纤维环氧树脂
碳纤维聚四氟乙烯
碳化物金属陶瓷等等
好 这一章就学习到这里 再见
-0.1中华民族对材料发展的重大贡献
-0.2材料的结合键
-0.3工程材料的分类
-习题--作业
-1.1金属材料的结构与组织
-第1章材料的结构与性能特点--1.1金属材料的结构与组织
-1.2金属材料的性能特点
-第1章材料的结构与性能特点--1.2金属材料的性能特点
-2.1纯金属的结晶
-2.1纯金属的结晶--作业
-2.2合金的结晶1
-2.2合金的结晶1--作业
-2.2合金的结晶2
-2.2合金的结晶2--作业
-2.3金属的塑性加工
-2.3金属的塑性加工--作业
-2.4钢的热处理
--钢的热处理（1）
--钢的热处理（2）
--钢的热处理（3）
--钢的热处理（4）
--钢的热处理（5）
--钢的热处理（6）
--钢的热处理（7）
-第2章金属材料组织和性能的控制--2.4钢的热处理
-2.5钢的合金化
--钢的合金化（1）
--钢的合金化（2）
--钢的合金化（3）
--钢的合金化（4）
-2.5钢的合金化--作业
-2.6表面技术
--表面技术（1）
--表面技术（2）
--表面技术（3）
--表面技术（4）
-2.6表面技术--作业
-3.1碳钢
--碳钢
-3.1碳钢--作业
-3.2合金钢
--合金钢（1）
--合金钢（2）
--合金钢（3）
--合金钢（4）
--合金钢（5）
--合金钢（6）
--合金钢（7）
-第3章金属材料--3.2合金钢
-3.3铸钢与铸铁
--铸钢与铸铁（1）
--铸钢与铸铁（2）
--铸钢与铸铁（3）
-第3章金属材料--3.3铸钢与铸铁
-3.4有色金属及其合金
-第3章金属材料--3.4有色金属及其合金
-4.1工程塑料
--工程塑料（1）
--工程塑料（2）
-4.2合成纤维
--合成纤维
-4.3合成橡胶
--合成橡胶
-习题--作业
-5.1普通陶瓷
--普通陶瓷（1）
--普通陶瓷（2）
-5.2特种陶瓷
--特种陶瓷
-习题--作业
-6.1复合材料的复合原则
-6.2复合材料的性能特点
-6.3非金属基复合材料
--非金属基复合材料
-6.4金属基复合材料
--金属基复合材料
-第6章复合材料--习题
-7.1电功能与磁功能材料
-7.2热功能与光功能材料
-7.3纳米材料
--纳米材料
-第7章功能材料及新材料--习题
-8.1机械零件的失效
-8.2机械零件失效分析
--机械零件失效分析
-8.3机械零件选材原则
--机械零件选材原则
-第8章零件失效分析与选材原则--习题
-9.1齿轮选材
--齿轮选材
-9.2轴类零件选材
--轴类零件选材
-9.3弹簧选材
--弹簧选材
-9.4刃具选材
--刃具选材
-第9章典型工件的选材及工艺路线设计--习题
-10.1汽车用材
--汽车用材
-10.2热能设备用材
--热能设备用材
-10.3航空航天器用材
-第10章工程材料的应用--习题
-全课总结
--全课总结
-期末考试--试卷
