金屬基復合材料應用問題研究

摘要：金屬基復合材料作為金屬材料領域的一個重要分支，對于我國材料行業(yè)發(fā)展至關重要，而在技術不斷完善的今天，金屬基復合材料更是憑借其良好的性能，逐漸成為諸多領域不可或缺的材料之一。基于此情，下文將對我國金屬基復合材料的現(xiàn)狀及應用進行分析，望所述內(nèi)容，對加深相關從業(yè)人員認知，以及推動金屬基復合材料的研發(fā)，有一定幫助。

關鍵詞：復合材料;金屬基;應用

引言

金屬基復合材料與傳統(tǒng)金屬材料在性能上要好很多，從力學角度而言，其韌性及疲勞等性能要優(yōu)于傳統(tǒng)金屬材料，同時，還具有導熱、導電、耐磨、不吸濕、不老化和無污染等諸多優(yōu)點，因此，被很多高端科學制造領域所青睞，但從目前發(fā)展情況來看，我國雖然在金屬基復合材料領域出現(xiàn)了百花齊放的盛景，但與一些發(fā)達國家而言，仍有一定差距，故而，繼續(xù)探究，對縮短我國與發(fā)達國家在這一領域差距，具有重要意義。

一、金屬基復合材料相關概述

顧名思義，金屬基復合材料是一種復合材料，它是以一種或多種金屬為基體，由多種不同材料復合而成，雖然誕生的時間較短，但卻被各國所關注，尤其是醫(yī)療、軍工、航空航天這類高科技，這些領域?qū)τ诓牧系囊笫挚量蹋煌w的金屬基復合材料，則可以滿足其需求，但限于技術等手段的欠缺，金屬基的制造工藝仍較為復雜，而制造成本也相對高昂，因此，仍為實現(xiàn)量產(chǎn)。

二、我國金屬基復合材料的研究現(xiàn)狀

就目前情況而言，我國雖然在金屬基復合材料的整體研究水平方面，還不能與一些發(fā)達國家相比，但在部分金屬基復合材料領域，卻取得了重要研究成果，其中最具代表性的當屬鋁基復合材料，研究人員不僅在鋁基基礎研究方面躋身世界前列，而且已經(jīng)基本掌握了精密鑄造、擠壓成形、超塑成形、攪拌鑄造、真空壓力浸漬等技術，并在顆粒增強鋁基復合材料研究出屬于自身的特色，正逐漸將材料推向?qū)嶋H應用，與此同時，我國也已經(jīng)開展顆粒與纖維增強鋁基、鈦基、鎂基、鐵基、銅基等各類金屬基復合材料的研發(fā)，并且也取得了一定的成果，相信不遠的未來，我國在金屬基復合材料領域定然能夠與世界接軌。

三、金屬基復合材料的應用

金屬基復合材料雖然出現(xiàn)的時間較短，但卻憑借其優(yōu)越的性能，逐漸被各大高端科技領域所青睞，如航空航天、汽車、電子等，具體如下：

1、汽車領域

金屬基復合材料用于汽車工業(yè)主要是顆粒增強和短纖維增強的鋁基復合材料、鎂基復合材料。目前，鋁基復合材料通常采用鋁硅合金。常用的填充增強劑有陶瓷纖維、晶須和微粒等。與常用汽車材料鋁合金相比，鋁基復合材料具有質(zhì)量輕、比強度高和彈性模量高、耐熱性和耐磨性好等優(yōu)點，是汽車輕量化的理想材料，已經(jīng)在活塞及活塞環(huán)、缸套、連桿、汽車制動盤、制動鼓及剎車盤、保持架、驅(qū)動軸、傳動軸、軸承、發(fā)動機零件上得到應用。

目前，由低密度金屬和增強陶瓷纖維組成的高性能鋁活塞已有所應用。國外推出了氧化鋁纖維增強活塞頂?shù)匿X活塞、氧化鋁增強的鎂合金制造的活塞、氧化鋁纖維及不銹鋼纖維增強的鋁基復合材料連桿等，進一步擴大了復合材料在活塞上的應用。鋁基復合材料也被用于剎車輪，其特點是可使質(zhì)量減輕30%～60%，而且導熱性好。如某國外汽車公司已研制出用碳化硅粒子增強的鋁-10%硅-鎂基復合材料制成的剎車輪，而我國上汽集團已經(jīng)和有關高校合作，進行鋁基復合材料汽車制動盤的研制，將用于上汽集團獨立開發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權的轎車剎車系統(tǒng)。

2、工業(yè)領域

金屬基材料不僅在汽車領域有著一定的應用，同時，在工業(yè)當中，其作用也十分明顯。包括硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、電鍍和浸漬金剛石刀具、銅和銀金屬基復合材料電觸頭、石化行業(yè)的抗腐蝕涂層。如鐵基復合材料，在低密度、高剛度和高強度的增強體顆粒加入到鋼鐵基體中后，其材料密度降低、且硬度、耐磨性和高溫性能等也提升明顯，因此，被應用于切削、軋制、噴丸、沖壓、穿孔、拉拔、模壓成型等方面;再如碳化鈦增強的鐵和鎳合金，具有出色的硬度和良好的耐磨性能，在工業(yè)中應用廣泛，包括切削、軋制、制粒、沖壓、沖孔、金屬熱加工、拉拔、模鍛、鉆孔等;制作的零件包括：鍛錘、沖壓模、罐裝工具、壓紋輥、止回閥、擠壓機噴嘴、彎曲模、擠壓模、熱鍛模模襯等。故而，可以說金屬基在工業(yè)領域，也得到了廣泛應用。

3、航空航天領域

航空航天事業(yè)的發(fā)展，離不開新型材料的支持，由于宇宙中的環(huán)境特殊，因此，普通的金屬材料難以適應，而一些合金材料雖然能夠適應這種環(huán)境，但若長時間處于宇宙復雜環(huán)境中，其性能等也會大打折扣，進而影響航空器材的使用壽命，而一些新型的金屬基復合材料，則相較于鋁合金、鈦合金等合金材料，更適于航空航天，這些材料能夠可以更好的滿足高性能設備構件的制造，減輕自重的同時，提升性能和精度。如人造衛(wèi)星支架、L頻帶平面天線、空間望遠鏡及照相機波導和鏡筒、紅外反射鏡、人造衛(wèi)星拋物面天線等，這些尖端設備部件均可見其身影，由此可見，金屬基材料在航空航天領域的應用價值。

結(jié)束語

綜上所述，金屬基材料憑借自身的優(yōu)勢，在諸多領域均得到應用，而介于當前技術水平限制，雖然在金屬基復合材料領域仍處于前期階段，但致力于未來，筆者相信，在相關人員的不斷努力下，更多性能優(yōu)秀的金屬基材料定然應運而生，為各項科技領域作出巨大貢獻。

參考文獻：

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[2]肖伯律，劉振宇，張星星，馬宗義.面向未來應用的金屬基復合材料[J].中國材料進展，2016（9）

作者簡介：余西朋，出生日期：2001年5月28日，性別：男，籍貫：四川省樂山市犍為縣，專業(yè)：材料科學與工程，學校：四川輕工化大學