金属基复合材料制备技术及其在航天领域的应用2.pptVIP

金属基复合材料制备技术及其在航天领域的应用;目 录;一、金属基复合材料组织、性能特点;2. 组织特点;2. 组织特点;Al-4wt％Cu/SiCp复合材料中?’相的分布照片;Al-4wtCu/SiCp的DSC曲线;2. 组织特点;P/M Al/10vol％SiCp 挤压后的扫描电镜照片。细小的氧化物条带显示了变形期间基体流变场的特征。SiC颗粒群内的基体没有变形。实际上，这三个颗粒的行为相当于一个大尺寸颗粒的行为 (在这个颗粒群周围存在与大颗粒外围相同的变形情况);影响再结晶过程 小尺寸颗粒会钉扎大角度晶界，如果颗粒尺寸较大，则会促进再结晶形核。 再结晶过程对增强相的体积分数非常敏感。;3. 界面问题;界面结合类型 化学结合 如Al/Cf、Ti/SiCf等 物理结合 无反应无扩散。如：Al/SiCf、Al/Bf 扩散结合 机械结合; 界面优化及界面反应控制;4. MMCS的性能特点; ;金属和MMCs膨胀系数对比;;MMCs中几种可能的阻尼机制;缺点 塑性和韧性较低 疲劳性能不够理想 复合材料表面增强颗粒脱粘带来的危害 腐蚀问题复杂 焊接工艺难度大 价格较高 技术较不成熟;增强体开裂 大尺寸颗粒容易断裂。对于Al/SiCp,当SiC颗粒尺寸大于20?m时，颗粒断裂是重要的失效机制。;基体内形成空洞和 界面脱粘。机制： 增强相内存在缺陷 承受大的塑性变形 增强相位于晶界上 颗粒团聚 界面粘着力低 界面存在脆性相;;5. MMCp的失效机制;在平行于应力方向的长形颗粒以及在垂直于应力方向的平面上促发裂纹形核。 对于球形颗粒，空洞萌生和生长的速率较低。 在带棱角的颗粒处应力集中明显，容易产生裂纹。 裂纹易在颗粒团聚区形成。 通过合金化、增强相表面处理可以提高界面结合强度;;应力状态的影响 压应力有利于阻碍空洞 和裂纹的萌生与扩展； 应变速率的影响 增加高应变速率会导致模量、 拉伸强度和断裂韧性的增加。 温度的影响;6. 改善MMCp塑性和韧性的途径及机制;改善韧性的途径 结合界面的设计及选择 塑性加工，实现全致密化、消除缺陷、改善组织均匀性等。 改善增强相的分布均匀性、颗粒形貌、尺寸等特性。 采用混合增强相(如颗粒+晶须)，也有研究采用金属间化合物颗粒。;二、金属基复合材料的制备技术;1. 固相法;优点 基体合金组织微细，适合于制备具有特殊性能的产品； 陶瓷颗粒的加入量高，可以达到50%以上； 陶瓷颗粒的分散均匀性高； 陶瓷颗粒的尺寸基本不受限制(可以在5?m以下)； 一般不会发生有害的界面反应。 缺点 在制备大尺寸零部件时存在一定的困难； 产品成本较高； 需要大型的成形设备、模具加工费用较高; 扩散固结法;;扩散粘结Ti-6Al-4V/SiCf;搅拌铸造法;工艺特点;熔体浸渗法;3. 喷射共沉积技术; ;;新型的大尺寸复合材料坯件制备技术;喷射沉积Al-Si合金锭坯;喷射沉积7075Al/SiCp锭坯;喷射沉积技术的特点;;;;;三、金属基复合材料在航天等领域的应用;轻武器：榴弹发射器枪管、轻型炮管、炮架； 水中兵器：鱼雷壳体、潜望镜镜杆、鱼雷发动机缸套及缸盖、活塞等； 坦克：履带、驱动轮、装甲、炮管等； 交通：汽车发动机部件(活塞、缸体、汽缸套)、连杆、驱动轴、制动盘、摇臂、轴承套等；高速列车制动盘等。;在航天等领域的应用;;;;;;;;谢 谢 ！