颗粒增强金属基复合材料的制备技术及其应用_论文

20 年第 6期  08 No ,6,2 0   08 九 江 学 院 学 报  Ju a o ui gU i ri  or l fi a   nv s y n   jjn e t ( 总第 19期) 4   ( u N  4 ) Sm  O19  颗粒增强金属基复合材料的制备技术及其应用术   魏健 宁  李根梅2   ( 1九江学院理 学院 ; 2九 江学院机械与材料 工程 学院  江西九 江 3 2 0 ) 3 0 5  摘要 :文章详细描述 了颗粒增强金属基复合材料的三类制备方法:液相 法、 固相法和  固液 两相 混合 法 ,分 析 了不 同制备 技 术 的优缺 点 ,简要 介绍 了颗 粒 增 强金 属 基 复合 材料 在  航 天领域 、 民用领域 和 国防领域 的应 用 。   关键词 :颗 粒 ;金 属基 复合材 料 ;制备 技 术  中 图分 类号 :T  3 文 献标识 码 :A 文章 编号 :17 — 50(08 6— 03 (3  B3 1 63 48 20 )0 03 一 0 ) 颗粒增 强 的金属 基复 合材料 ( M ,M t  M C el a M t  o pse a xCm o t i r i )是指 以金属或合金为基体人 为  地加 入第 二相 颗 粒 物质 复 合 而 成 的一类 新 型 的 功  能材 料 … 。颗粒 增 强 物 包 括碳 化 物 、氮 化 物 、石  墨颗粒 和 氧化物 等。   工 作 ,微 观 颗粒 有石 墨 、SC和 短纤 维等 j i ,并对   颗  基体界 面的阻尼机 制进行 了较 为深入 的研  究 。最近 ,我 们 九 江 学 院高 阻尼 课 题 组 正在 研 究  宏观 石墨 颗 粒增 强 的 工 业 纯 铝 和宏 观 石 墨 颗粒 增  强的锌铝共 析合 金复合材料的阻尼行为和制备技  术, 有望在制备技术 、理论研究和 阻尼机制 的微  观模型 上取 得 突破 。   l 颗粒 增 强 的金属 基 复合材 料 的制 备方 法    二十世纪八十年代 ,随着宇航 、航 空、航海  和尖端 武 器等 高 科 技 的发 展 ,不 仅 要 求 材 料 具 有  优良的机械性能 ,而且对材料 的高阻尼性能提 出   了更高的要求。于是 ,具有 高强度、高 刚度 、高  耐磨、高阻尼、低密度 、低 热膨胀 系数 等优 良性  能的颗 粒 增 强 的金 属 基 复合 材 料 就 应 运 而 生 【 。 2    J 对颗 粒增 强 的金 属 基 复 合材 料 的研 究 ,开展 较早  的是 欧 、美 洲 的一 些 国家 。18 96年 ,颗 粒 和短 纤  根据在制备过程 中金属基体材料温度的不同,   可 以将 颗粒 增 强 的金 属 基 复 合 材 料 的制 备 方 法 分  成三类 :液相法、固相法和固液两相混合法。   1 1液相 法  . 在 液 相法 制 备 过 程 中 ,基 本 工 艺 为通 过 各 种  技术将 颗 粒加 入 到熔 融 的 金属 液 中 混 合 浇铸 而 成  复合材 料 。考 虑 到 颗 粒 与 金属 液 的 不 润 湿 性 ,可  以在金 属液 中添 加 浸 润剂 或 将 颗 粒 表 面预 先 包 裹  维增强的金属基 复合材料 已经在实验 室中研制成  功 J ,颗 粒增 强物 的大 小 为 微米 量 级 并 且 颗 粒 体  积分数不高于 5 。二十世纪九十年代以后 ,由于  % 颗粒来源广、价格低、性能高、成型性好等特点 ,   同时 可 采 用 传 统 的 金 属 成 型工 艺 ( 、锻 、挤 、 铸   轧 等 )制造 各 向 同性 的颗 粒 增 强 的 金 属 基 复合 材  料 ,于是该 类 材 料 受 到 了研 究 者 的广 泛 关 注 ,并  且在航 空 和军事领域 获得 了较好 的应 用 。   二 十世 纪九 十 年代 ,我一 展 了颗 粒 增 强 的  国开 处理,从而使颗粒与金属液有较好 的润湿性 。   1 11液 态金 属 一颗 粒 混 合 法 在 液 态 金 属 一颗  .. 粒 混合 法 【 中 将 颗 粒 引 入 到 金 属 液 中的 方 法 有 : 6     ①利用高压喷枪 由惰性气体将颗粒带人金属液 中;   ②通过机械搅 拌利用涡流技术 将颗粒引入 到熔融  金属液中;③运用离 心加速器将颗 粒分散到金属  金属基复合材料的制备 和性能研究工作。西北工  液中;④采用超 高真空 和高温条件利用零重力法  将颗粒与金属液混合 。   液态金属 一颗粒混合法 的好 处是颗粒与基 体  间的结合较强且 颗粒在基体 中的分布均匀 ;特点  是搅拌时颗粒易 破裂 、颗粒与基体间发生较强的  业大学利用原子雾化沉积法制备 了石墨颗粒增强  的金属基复合材料  ,并且对该复合材料 的阻尼  j 行 为和阻 尼 机 制进 行 了研 究 。上 海 交 通 大 学 也 开  展了颗粒增强的镁基 和铝基金属复合材料的研究  }基金项 目:江西省 自然科学 ( 年 )基金项 目 (5 0 5 ) 青 05 0 0 ;江西省教育厅科研项 目 (3—3一B— 4 。 1 o )  收稿 日期 :20 07—1 0 2—3  作者简 介 : 魏健 宁 (93   ) 1 一 ,男,甘肃天水人 ,博士 ,九江 学院理 学院副教授 , 士生导师。 7 硕   九江学院学报  20 0 8年第 6期  化 学反 应和材 料 中常会 出现较多 的气 孔 。   方法 ,该工 艺 的缺 点 是 制 备 过 程 复 杂 、成 本 高 且  难 于控 制 。   112 . . 熔融金属液渗流法  熔融金属液 渗流法 J   是指将熔融的金 属或合金液体加入 到颗粒预制块  上 ,通 过施 加 一 定 的压 力 渗 流 而 成 ( 置 见 图 1 装   所

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