欧美视频一区二区三区四区,91极品反差婊在线观看,欧美综合社区国产,免费国产99久久久香蕉

金屬基復合材料（Metal Matrix Composite， MMC）作為復合材料研究的一個(gè)重要代表，是從20世紀60年代初發(fā)展起來(lái)的。國外在研制硼纖維的基礎上首先發(fā)展了硼/鋁復合材料，并取得了成功。另外，由于價(jià)格較低的碳纖維迅速發(fā)展，至20世紀70年代中期研究工作主要集中于碳纖維增強鋁。近年來(lái)，由于金屬基復合材料及其增強體的研究不斷深入及擴大，出現了碳化硅單絲粗纖維、束絲纖維、晶須、顆粒和氧化鋁長(cháng)纖維、短纖維等增強多種金屬基復合材料。

金屬基復合材料除力學(xué)性能優(yōu)異外，還具有某些特殊性能和良好的綜合性能，應用范圍廣泛。依據基體合金的種類(lèi)可分為：輕金屬基復合材料、高熔點(diǎn)金屬基復合材料、金屬間化合物基復合材料。按增強相形態(tài)的不同可劃分為：連續纖維增強金屬基復合材料、短纖維增強金屬基復合材料、晶須增強金屬基復合材料、顆粒增強金屬基復合材料、混雜增強金屬復合材料[1]。

作為金屬基復合材料的基體有鋁基、鎂基、銅基、鐵基、鈦基、鎳基、高溫合金基、金屬間化合物及難熔金屬基等, 目前, 國內外學(xué)者研究的金屬基復合材料基體主要集中在鋁和鎂兩個(gè)合金系上。用其制成的各種高比強度、高比模量的輕型結構件廣泛地應用于航天、航空和汽車(chē)工業(yè)等領(lǐng)域。鋁基復合材料具有輕質(zhì)、高強、高韌性、導熱性較好的性能特點(diǎn) ， 且鋁基復合材料適用的制備方法多，易于塑性加工，制造成本低。與鋁基復合材料相比 ， 鎂基復合材料最大的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量更輕，多用于航天、空間等對構件質(zhì)量有嚴格要求的高技術(shù)領(lǐng)域。

增強體的選擇要求與復合材料基體結合時(shí)的潤濕性較好, 并且增強體的物理、化學(xué)相容性好, 載荷承受能力強, 盡量避免增強體與基體合金之間產(chǎn)生界面反應等。金屬基復合材料的增強體是一些不同幾何形狀的金屬或非金屬材料。目前，其增強相已有很多，重要的有氧化鋁纖維、硼纖維、石墨(碳)纖維、SiC 纖維、SiC 晶須；顆粒型的有SiC、碳化硼、釷化鈦等 ， 絲狀的有鎢、鈹、硼、鋼等。

連續纖維增強金屬基復合材料

纖維增強金屬基復合材料是利用無(wú)機纖維(或晶須)及金屬細線(xiàn)等增強金屬得到質(zhì)量輕且強度高的材料，纖維直徑從3～150μm(晶須直徑小于1μm)，縱橫比(長(cháng)度／直徑)在102以上 。 在現有的各種類(lèi)型增強體中，高性能連續纖維具有最明顯的增強效果和更高的強度及剛度 。但連續纖維增強復合材料的復合和加工工藝獨特、復雜、不易掌握和控制，因此該類(lèi)復合材料的制造成本很高。連續纖維增強金屬基復合材料主要用于較少考慮成本的航天、航空等尖端技術(shù)領(lǐng)域。

短纖維增強金屬基復合材料

作為金屬基復合材料增強體的短纖可分為天然纖維制品和短切纖維。天然纖維主要是一些植物纖維和菌類(lèi)纖維素等，長(cháng)度一般為35～150mm；短切纖維一般是由連續纖維(長(cháng)纖維 )切割而成，長(cháng)度1～50mm，用于金屬基復合材料短纖維增強體的材料主要有Saffil-Al2O3、Al2O3-SiO2、SiC 等。與基體合金相比，短纖維增強金屬基復合材料具有較高的比強度、比剛度和高耐磨性，其各向異性要遠遠小于連續纖維增強復合材料。主要用于汽車(chē)行業(yè)、電力行業(yè)等。

晶須增強金屬基復合材料

晶須是指在特定條件下以單晶的形式生長(cháng)而成的一種高純度纖維。作為金屬基復合材料的增強體使用的晶須使用最多、性能較好的是SiC、SiN4晶須，成本最低的是Al2O3·B2O3晶須。與連續纖維增強金屬基復合材料相比，其各向異性極小；與短纖維增強復合材料相比，晶須增強復合材料的性能更高。主要用于航空航天等高新技術(shù)領(lǐng)域，如飛機架構、推桿加強筋等。

顆粒增強金屬基復合材料

顆粒增強金屬基復合材料是利用顆粒自身的強度，其基體起著(zhù)把顆粒組合在一起的作用 ， 顆粒平均直徑在1μm以上，強化相的容積比可達90％。常用作金屬基復合材料增強體的顆粒主要有：SiC、Al2O3、TiC、TiB2、NiAl、Si3N4等陶瓷顆粒，以及石墨顆粒、甚至金屬顆粒。顆粒增強金屬基復合材料是各向同性、顆粒價(jià)格最低、來(lái)源最廣、復合制備工藝多樣、最易成形和加工的復合材料。顆粒增強金屬基復合材料的使用范圍最廣，不僅包括航空、航天及尖端軍事領(lǐng)域，還適用于交通運輸工具、微電子、核工業(yè)等商業(yè)應用。

金屬基復合材料的復合制備工藝復雜、技術(shù)難度較大，但制備技術(shù)研究是決定該類(lèi)材料迅速發(fā)展和廣泛應用的關(guān)鍵問(wèn)題。所以，研究開(kāi)發(fā)實(shí)用有效的制備方法一直是金屬基復合材料的重要問(wèn)題之一。目前，雖然已經(jīng)研制出不少復合工藝，但都存在一些問(wèn)題。按照制備過(guò)程中基體的溫度，將其工藝分為液相工藝、固相工藝和其他工藝。如下圖為金屬基復合材料的制備工藝[2]。

鎂基和鋁基復合材料是目前研究最多的金屬基復合材料，鎂基和鋁基的熔點(diǎn)相近，因此這兩種材料的制備方法和工藝相似。顆粒、晶須、纖維增強鎂基和鋁基復合材料的制備方法主要有粉末冶金法、攪拌鑄造法、擠壓鑄造法和原位合成法。

粉末冶金法是最早用來(lái)制備金屬基復合材料的一種固態(tài)制備法，可以制備復合材料坯錠以供擠壓、軋制、鍛壓和旋壓而最終成形，又可以直接近終成形形狀復雜的復合材料零件 。 粉末冶金是將基體合金的粉末和增強材料均勻混合，經(jīng)壓制后在燒結即可。制備的步驟可以分為：粉末篩分；粉末與增強材料混合；將增強材料與基體合金粉末的混合體壓制；除氣；最終擠壓、鍛造、軋制或者其他加熱加工工藝使之團結。其中，混粉、壓實(shí)、燒結三步驟對復合材料的微觀(guān)組織和性能有很大的影響。粉末冶金法適用于制備各種顆粒或晶須增強的金屬基復合材料[3]。

一、混粉

一般混粉的方式有普通干混、球磨及濕混。在這三種混粉方式中，普通干混及濕混容易出現增強體分布不均勻及大量的團聚、分層等現象，通常較為常用且有效的是球磨。

二、粉末預壓

在混粉結束后，即進(jìn)行粉末預壓處理。粉末預壓成形方法主要有冷壓和冷等靜壓。相比之下，冷壓是最為經(jīng)濟、常用的粉末預壓成坯法。由于粉末生坯在加熱過(guò)程中將釋放大量的水蒸氣、氫氣、二氧化碳和一氧化碳氣體，所以生坯在熱加工前應經(jīng)過(guò)除氣處理，避免制品中出現氣泡和裂紋；除氣溫度一般應等于或者稍高于隨后的熱壓、熱加工變形和熱處理溫度，以避免壓塊中殘存的水和氣體造成材料中產(chǎn)生氣泡和分層。

三、固化

在粉末除氣后，對其進(jìn)行致密化處理，即燒結、熱壓、熱等靜壓及熱擠壓松散的粉末或預壓的粉末。熱擠壓工藝在確保低成本和高生產(chǎn)率的情況下，通過(guò)單軸冷擠壓成坯，經(jīng)過(guò)除氣后，以一定速率升至一定的溫度，并按照一定的擠壓比進(jìn)行熱擠壓，再進(jìn)行后期的熱處理，得到最終的材料。這種將粉末冶金與后續致密化處理（如擠壓、軋制等）結合起來(lái)的粉末成形工藝，使粉末能夠在短時(shí)高溫、高壓作用下發(fā)生塑性變形，進(jìn)而實(shí)現粉末顆粒間的結合。相比高成本的熱等靜壓工藝，粉末熱擠壓工藝綜合優(yōu)勢更為明顯，可直接得到物理和力學(xué)性能優(yōu)異的材料。

粉末冶金工藝的主要設備

1. 球磨機：球磨機是物料被破碎之后，再進(jìn)行粉碎的關(guān)鍵設備。球磨機是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的高細磨機械之一，其種類(lèi)有很多，如管式球磨機，棒式球磨機，水泥球磨機，超細層壓磨機。球磨機適用于粉磨各種礦石及其它物料，被廣泛用于選礦，建材及化工等行業(yè)，可分為干式和濕式兩種磨礦方式。

2. 冷等靜壓機：冷等靜壓機是將裝入密封、彈性模具中的物料，置于盛裝液體或氣體的容器中，用液體或氣體對其施 加以一定的壓力，將物料壓制成實(shí)體，得到原始形狀坯體 。壓力釋放后，將模具從容器內取出，脫模后，根據需要將坯體作進(jìn)一步的整形處理。

3. 冷擠壓機：冷擠壓壓力機主要用于在室溫條件下對鋼或有色金屬材料進(jìn)行擠壓、壓印箐體積變形的沖壓工藝。

4. 熱等靜壓：熱等靜壓機是利用熱等靜壓技術(shù)在高溫高壓密封容器中，以高壓氬氣為介質(zhì)，對其中的粉末或待壓實(shí)的燒結坯料(或零件)施加各向均等靜壓力，形成高致密度坯料(或零件)的方法的儀器設備。

粉末冶金工藝的優(yōu)點(diǎn)是：

1. 制備溫度較低，減少了基體與增強相之間的界面反應，減少了界面上硬質(zhì)化合物的生成，具有良好的機械性能；

2. 增強體的體積分數可以任意改變，且可以制的高體積分數的復合材料；

3. 增強體在基體中的分布相對較為均勻，有利于機械性能的提高。

粉末冶金工藝的缺點(diǎn)是：

1. 工藝設備復雜，成本較高；

2. 僅限于制作鍛壓件，不易制造形狀復雜的零件，所以許多粉末冶金零件仍需要加工成型；

3. 生產(chǎn)過(guò)程中存在粉末燃燒、爆炸等危險；

4. 一般都存在內部組織不均勻性。

也正是由于其缺點(diǎn)，粉末冶金法沒(méi)有實(shí)現大規模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

攪拌鑄造工藝是在1968年由S.Ray開(kāi)發(fā)出來(lái)一種制備金屬基復合材料的方法，是通過(guò)機械攪拌裝置使顆粒增強體與液態(tài)金屬基體混合，然后通過(guò)常壓鑄造或者真空常壓鑄造或壓力鑄造制成復合材料錠子或零件。其工藝原理是：利用高速旋轉的攪拌器槳葉攪動(dòng)金屬熔體 ，使其因劇烈流動(dòng)而形成以攪拌旋轉軸為中心的漩渦，將增強材料投放到漩渦中，依靠漩渦的負壓抽吸作用讓增強材料進(jìn)入金屬熔體，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的攪拌，是增強材料的均勻分布于熔體中。下圖為流程圖[4]。

根據鑄造時(shí)基體金屬形態(tài)的不同分為液態(tài)攪拌鑄造（即在液態(tài)金屬中加入增強相，攪拌一定時(shí)間后進(jìn)行澆注）、半固態(tài)攪拌鑄造（在半固態(tài)金屬熔體中加入增強相，攪拌一定時(shí)間后進(jìn)行澆注）和攪熔鑄造（在半固態(tài)金屬中加入增強相，攪拌一定時(shí)間后升溫至基體合金液相線(xiàn)溫度以上，在攪拌一定時(shí)間后進(jìn)行澆注）三種。

在液態(tài)下，熔體的表觀(guān)粘度在一定溫度下保持不變，屬于牛頓流體;而當在處于半固態(tài)時(shí)，熔體的表觀(guān)粘度在一定溫度時(shí)隨著(zhù)攪拌速度和時(shí)間變化而變化，屬于非牛頓流體。在不同攪拌溫度下，流體類(lèi)型和剪切力的變化規律不同，因此攪拌溫度不同對顆粒的攪拌效果不同，進(jìn)而影響到顆粒的潤濕和分布狀況。在半固態(tài)攪拌時(shí)，由于有部分固相的小顆粒存在，這些固相顆粒在攪拌過(guò)程中將對增強體產(chǎn)生碰撞和摩擦，對增強體的表面起到了清洗的作用，有利于增強體和基體之間的潤濕和結合，而在液態(tài)區間攪拌沒(méi)有這種效果。

攪拌器的選擇

攪拌是攪拌鑄造最主要的影響參數。因此攪拌器的選擇尤為重要。攪拌器的類(lèi)型和位置攪拌器的類(lèi)型和位置能夠直接影響到攪拌的效果。在相同的攪拌速度下，不同的類(lèi)型攪拌器將產(chǎn)生不同的渦流強度和剪切速率以及不同形狀的流型，進(jìn)而影響到顆粒在熔體中的分散效率和吸入氣體夾雜的程度。攪拌器還能夠影響在軸向方向的次流速度，這對顆粒分布也有重要影響。另外，攪拌器的攪拌葉片數和采用攪拌器的數量對攪拌效果有重要影響。攪拌器的葉片數量不同，將導致不同的剪切速率。攪拌器數量會(huì )影響到攪拌過(guò)程中流體的流型，進(jìn)而影響顆粒的分布。而且還要根據坩堝直徑與合金液體的高度比例來(lái)確定采用多攪拌器還是單攪拌器。

攪拌復合工藝最大的優(yōu)點(diǎn)在于采用常規的熔煉設備，成本低廉，可以制備精密復雜零件 ， 是最適宜商業(yè)化生產(chǎn)的制備方法之一。但仍存在一些問(wèn)題有待解決，如：鑄造缺陷(氣體 、 夾雜物的混入)，顆粒分布不均勻，另外，復合需要較長(cháng)時(shí)間和較高溫度，基體金屬與顆粒之間易發(fā)生截面反應，顆粒的增加會(huì )使金屬熔體的粘度增大，使顆粒再混入變形區，增強體的體積分數一般不超過(guò)25％。

擠壓鑄造法是通過(guò)壓機將液態(tài)金屬強行壓入增強材料的預制件中以制備復合材料的一種方法。其過(guò)程是先將增強材料制成一定形狀的預制件，經(jīng)干燥預熱后放入模具中，澆注入熔融金屬，用壓頭加壓，液態(tài)金屬在壓力下浸滲入預制件中，并在壓力下凝固，制成接近最終形狀和尺寸的零件，或供用塑性成形法二次加工的錠坯。擠壓鑄造工藝制備金屬基復合材料主要分為兩個(gè)階段，預制體制備階段和基體合金浸滲階段。要制備出高性能的金屬基復合材料，首先必須制備出高品質(zhì)的預制體，其次采用適當的浸滲條件。

增強材料預制體的制備方法有兩種：干法和濕法，較為常用的是濕法。濕法的工藝過(guò)程有增強材料浸泡和分散、添加粘接劑、增強材料過(guò)濾、模壓成型、烘干處理、高溫燒結等階段。高質(zhì)量的預制體是擠壓鑄造工藝制備金屬基復合材料的先決條件。預制體中出現任何缺陷，如裂紋、纖維纏結、纖維折斷以及纖維分布不均勻，都會(huì )影響基體合金的浸滲，而且在后續的二次加工中也難以消除。此外，為使預制體在壓鑄過(guò)程中能夠承受較大的壓力而不發(fā)生變形和開(kāi)裂，預制體制備時(shí)必須加入粘結劑，以增加其強度[5]。

粘結劑的種類(lèi)和含量都對預制件的性能有很大的影響。因此選擇合適的粘合劑種類(lèi)及含量對提高復合材料性能具有重要的現實(shí)意義。粘合劑通常為含量在3%~5%范圍內含二氧化硅的硅膠粘結劑或硅膠粘結劑+有機膠混合粘結劑。對大多數復合材料體系都十分實(shí)用，但是對于鎂基復合材料而言，由于Mg可能會(huì )和硅熔粘結劑中的有效成分二氧化硅發(fā)生反應，所以鎂基復合材料一般使用偏磷酸鋁粘結劑。

擠壓鑄造法特點(diǎn):可以制備出增強相非常高體積分數(40%～50%)的金屬基復合材料, 由于在高壓下凝固, 既改善了金屬熔體的浸潤性, 又消除了氣孔等缺陷,因此, 擠壓鑄造法是制造金屬基復合材料質(zhì)量較好,可以一次成型。擠壓加工有助于提高SiC顆粒分布的均勻性, 擠壓棒料中的SiC顆粒在擠壓方向上定向、有序排列;擠壓加工可以消除SiC/Al復合材料中的疏松、氣孔等缺陷, 大幅度提高復合材料的強度和塑性。然而, 在制備金屬基復合材料時(shí), 應該適當地控制擠壓力地大小, 擠壓力過(guò)大會(huì )引起金屬熔體產(chǎn)生湍流, 產(chǎn)生內部氣泡和基體氧化。也會(huì )破壞復合材料地增強相, 降低其力學(xué)性能。擠壓鑄造法的不足之處主要受到大體積產(chǎn)品的形狀和尺寸的影響, 因而,針對大體積的零件擠壓鑄造法適應性不高。

擠壓鑄造設備：擠壓壓鑄機

由于傳統壓鑄機有全液壓式和曲肘式兩種不同的機型，在進(jìn)行傳統普通壓鑄時(shí)沒(méi)有分別 ， 但如果用作擠壓壓鑄時(shí)就不同了。擠壓壓鑄與普通壓鑄的分別在于，鑄件在充型之后，擠壓壓鑄增加了一個(gè)主缸動(dòng)力向前推進(jìn)進(jìn)行補縮的工步，而普通壓鑄則只是自然冷卻，沒(méi)有補縮的工步。擠壓壓鑄的擠壓補縮比壓約為普通壓鑄壓射比壓的5-10倍。以擠壓壓鑄的擠壓比壓衡量，現時(shí)除了用四柱油壓機改造的立式開(kāi)模澆注擠壓鑄造機符合擠壓鑄造主體技術(shù)指標外，其余裝置實(shí)現的，還只是屬于傳統壓鑄所屬工藝范圍，還不是真正意義上的擠壓鑄造。而擠壓壓鑄的主體技術(shù)特征，是體現“普通壓鑄充型，擠壓鑄造補縮”原理，它是利用現有壓鑄機完善的壓射系統進(jìn)行充型，同時(shí)又盡限度避開(kāi)金屬液相充型時(shí)帕斯卡定律對充型條件的制約。

原位生成法指增強材料在復合材料制造過(guò)程中, 在基體中自己生成和生長(cháng)的方法。增強材料以共晶的形式從基體中凝固析出, 也可與加入的相應元素發(fā)生反應、或者合金熔體中的某種組分與加入的元素或化合物之間的反應生成。前者得到定向凝固共晶復合材料, 后者得到反應自生成復合材料。常見(jiàn)原位合成技術(shù)主要方法有: 自蔓延高溫合成法 、放熱彌散法、直接反應合成法 、反應自發(fā)浸滲法 、重熔稀釋法等[6]。

原位生成復合材料的特點(diǎn):增強體是從金屬基體中原位形核、長(cháng)大的熱力學(xué)穩定相, 因此, 增強體表面無(wú)污染, 界面結合強度高。而且, 原位反應產(chǎn)生的增強相顆粒尺寸細小、分布均勻, 基體與增強材料間相容性好, 界面潤濕性好, 不生成有害的反應物, 不須對增強體進(jìn)行合成 、預處理和加入等工序,因此, 采用該技術(shù)制備的復合材料的綜合性能比較高, 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單, 成本較低。從液態(tài)金屬基體中原位形成增強體的工藝, 可用鑄造方法制備形狀復雜、尺寸較大的凈近成形零件。

除了上述方法外，金屬基復合材料的制備方法還有很多如噴射成型法、機械合金化法等。當前雖然金屬基復合材料的制備工藝及理論研究發(fā)展很快, 但仍處在研究階段, 還未進(jìn)入批量生產(chǎn),少量產(chǎn)品雖有制品, 但距離實(shí)際應用還有一段距離。金屬基復合材料在提高強度、硬度、彈性模量的同時(shí), 卻大大地降低了其塑性, 不利于對復合材料二次塑性加工。但隨著(zhù)半固態(tài)成形技術(shù)和理論不斷成熟與發(fā)展。為金屬基復合材料的半固態(tài)成形開(kāi)拓了新的發(fā)展方向。

   隱石檢測擁有一批在業(yè)內取得顯著(zhù)成就的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，在行業(yè)內有著(zhù)豐富的檢測經(jīng)驗。秉承著(zhù)專(zhuān)注、專(zhuān)業(yè)、高效、想客戶(hù)所想的理念，公司積極增加項目和完善更先進(jìn)的測試儀器設備，保障每一個(gè)檢測，分析，研發(fā)任務(wù)優(yōu)質(zhì)高效的完成。同時(shí)通過(guò)專(zhuān)業(yè)所長(cháng),為全球數萬(wàn)家優(yōu)質(zhì)客戶(hù)提供最及時(shí)的行業(yè)技術(shù)標準信息，和更高精尖的分析檢測解決方案。

　　隱石檢測分別成立了閥門(mén)實(shí)驗室，腐蝕實(shí)驗室，金相實(shí)驗室，力學(xué)實(shí)驗室，無(wú)損實(shí)驗室，耐候老化實(shí)驗室。從事常壓儲罐檢測，鍋爐能效檢測，金屬腐蝕檢測，應力應變檢測，無(wú)損探傷檢測，機械設備檢測，金相分析，石墨烯納米材料檢測，水質(zhì)檢測，油品檢測涉及的服務(wù)范圍已廣泛覆蓋到鋼鐵材料，有色金屬材料，石油化工設備，通用機械設備，冶金礦石，建筑工程材料、航空航天材料，高鐵船舶材料，汽車(chē)用零部件、非金屬材料，電子電工產(chǎn)品等各個(gè)領(lǐng)域，并獲得了CMA和CNAS;雙重認可。