復(fù)合材料制備與加工1課件

復(fù)合材料制備與加工復(fù)合材料制備與加工課程內(nèi)容概論復(fù)合材料的界面與設(shè)計金屬復(fù)合材料的制備與加工陶瓷復(fù)合材料的制備與加工高分子基復(fù)合材料的制備與加工

課程內(nèi)容概論第一章概論復(fù)合材料（CompositeMaterials）：采用物理或化學(xué)方法，使兩種以上的材料在相態(tài)與性能相互獨(dú)立的形式下共存于一體之中，以達(dá)到提高材料的某些性能，或互補(bǔ)彼此缺點，或獲得新的性能（或功能）的目的。內(nèi)涵：制備方法組元形式復(fù)合目的第一章概論復(fù)合材料（CompositeMaterialsSaraCom復(fù)合硬質(zhì)合金輥環(huán)

硬質(zhì)合金與鋼的冶金粘結(jié)技術(shù)開創(chuàng)了在熱軋領(lǐng)域的嶄新應(yīng)用。耐磨的硬質(zhì)合金只是整個輥環(huán)的一部分，嵌在SARACOM復(fù)合輥環(huán)中，……

噸鋼軋輥成本只是常規(guī)軋輥的50%。

——德國薩阿公司廣告SaraCom復(fù)合硬質(zhì)合金輥環(huán)硬質(zhì)合金與鋼的冶金粘結(jié)技術(shù)開1.1復(fù)合材料的發(fā)展1942年，美國PittsburghPlateGlass公司將玻璃纖維織網(wǎng)含浸于芳基脂系非飽和聚脂樹脂中，再將含浸網(wǎng)疊合并固化處理，意外制得一種高彈性率、高強(qiáng)度樹脂板（玻璃纖維強(qiáng)化高分子復(fù)合材料）。由此引發(fā)世界規(guī)模的復(fù)合材料研究熱潮，并形成復(fù)合材料專門學(xué)科。迄今研究的強(qiáng)化相包括：玻璃纖維、硼、碳化硅、氧化鋁、碳等粒子、晶須或纖維?；w相包括：高分子材料、金屬、陶瓷。研究還涉及層狀復(fù)合材料、梯度復(fù)合材料等。1.1復(fù)合材料的發(fā)展1942年，美國Pittsburgh中國的復(fù)合材料中國的復(fù)合材料起始于1958年，首先用于軍工制品，而后逐漸擴(kuò)展到民用。北京科技大學(xué)材料學(xué)院在復(fù)合材料研究領(lǐng)域居重要地位，承擔(dān)多項國家自然科學(xué)基金項目、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863）項目、國家重點基礎(chǔ)研究計劃（973）項目和國防等項目。

中國的復(fù)合材料中國的復(fù)合材料起始于1958年，首先用于軍工制歷史，現(xiàn)實，與責(zé)任三星堆古遺址.....

距今已有5000至3000年歷史.....

三星堆遺址晚期遺址的房屋.....

在原生地面上挖溝槽，槽中立木柱，間以小木棍或竹棍作為墻骨，在兩側(cè)抹草拌泥成為墻壁，并經(jīng)火燒烤……

——摘自互聯(lián)網(wǎng)

歷史，現(xiàn)實，與責(zé)任三星堆古遺址.....歷史，現(xiàn)實，與責(zé)任……當(dāng)務(wù)之急是校舍。年輕的曲鳳琴沒有退縮，決定自己動手蓋。她帶著幾個稍大一點的學(xué)生，自己動手脫土坯，就像燕子銜泥壘巢一樣。手被磨出了血泡，在混著柴草的泥土中她的十個手指被磨得沒有一個完整的，而這換來的就是那些被碼得整整齊齊的土坯。……

——摘自互聯(lián)網(wǎng)歷史，現(xiàn)實，與責(zé)任……當(dāng)務(wù)之急是校舍。年輕的曲鳳琴沒有退縮，1.2復(fù)合材料的種類1.2.1分散強(qiáng)化型復(fù)合材料

一種或一種以上的材料（強(qiáng)化材料或稱強(qiáng)化相）分散在另一種材料（基體材料）之中的復(fù)合材料。1.2復(fù)合材料的種類1.2.1分散強(qiáng)化型復(fù)合材料一、分散強(qiáng)化型復(fù)合材料的分類

一、分散強(qiáng)化型復(fù)合材料的分類二、金屬基復(fù)合材料

基體是金屬，因而具有較好的耐熱性，高彈性系數(shù)以及高導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，良好的成形加工性能。作為基體金屬，鋁合金由于密度低、強(qiáng)度高、易于加工處理等優(yōu)良特性而廣為使用，其次是鈦和鈦合金。用作強(qiáng)化材料的主要有顆粒、晶須、纖維（包括短纖維和長纖維或連續(xù)纖維）。

二、金屬基復(fù)合材料基體是金屬，因而具有較好的耐熱性，高彈性金屬基復(fù)合材料

金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料強(qiáng)化顆粒主要有氮化物、碳化物、硼化物以及氧化物陶瓷。

金屬基復(fù)合材料強(qiáng)化顆粒主要有氮化物、碳化物、硼化物以及氧化物金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料三、陶瓷基復(fù)合材料

陶瓷材料可以分為功能陶瓷與結(jié)構(gòu)陶瓷兩大類。功能陶瓷包括半導(dǎo)體材料、敏感材料（如熱敏、壓敏、光敏、氣敏、濕敏陶瓷等）、絕緣材料（含高導(dǎo)熱絕緣材料）、高溫超導(dǎo)材料等；結(jié)構(gòu)陶瓷包括各種耐高溫、耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料，如Al2O3、SiC、BN、Si3N4、WC等結(jié)構(gòu)用陶瓷材料。陶瓷材料復(fù)合化的目的，對于結(jié)構(gòu)陶瓷主要是為了提高材料的強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能，或提高其耐熱、耐蝕性能；而對于功能材料，主要是為了獲得某些新的功能。用作陶瓷基復(fù)合材料的強(qiáng)化材料主要有：各種陶瓷顆粒、晶須、纖維，某些金屬纖維。

三、陶瓷基復(fù)合材料陶瓷材料可以分為功能陶瓷與結(jié)構(gòu)陶瓷兩大類四、高分子基復(fù)合材料

研究歷史最長、應(yīng)用最廣泛的一類復(fù)合材料。

四、高分子基復(fù)合材料研究歷史最長、應(yīng)用最廣泛的一類復(fù)合材料高分子基復(fù)合材料高分子基復(fù)合材料五、原生復(fù)合材料（In-situcomposites）

原生復(fù)合材料（也稱為自生復(fù)合材料或原位復(fù)合材料）屬于分散型復(fù)合材料的一種，是相對于在基體中加入已經(jīng)定形的強(qiáng)化相這樣一類常規(guī)復(fù)合材料而言的。原生復(fù)合材料中的強(qiáng)化相是在鑄造、燒結(jié)等高溫加工處理過程中通過結(jié)晶或化學(xué)反應(yīng)生成的。常見的許多熱處理可強(qiáng)化（相變析出反應(yīng)型）金屬材料可以認(rèn)為是廣義上的原生復(fù)合材料，但習(xí)慣上不將這一類材料稱為原生復(fù)合材料。

五、原生復(fù)合材料（In-situcomposites）原1.2.2梯度材料（梯度功能材料）

梯度材料（或梯度復(fù)合材料）是一種較為特殊的復(fù)合材料，梯度材料中組元的含量沿著某一方向（例如厚度方向）產(chǎn)生連續(xù)或非連續(xù)的變化。組元梯度化的目的是為了實現(xiàn)材料性能的梯度化，賦予材料多種功能，以滿足一些特殊的使用需要。因此，梯度材料也稱為梯度功能材料（FunctionallyGradientMaterials：FGM）。1.2.2梯度材料（梯度功能材料）梯度材料（或梯度復(fù)合梯度材料金屬陶瓷連續(xù)梯度變化金屬陶瓷非連續(xù)梯度變化梯度材料金屬陶瓷連續(xù)梯度變化金屬復(fù)合材料制備與加工1課件1.2.3層狀復(fù)合材料

各組元自成一個或數(shù)個整體，組元之間以界面結(jié)合的方式復(fù)合成一體。銅包鋁線鋁銅鋁包鋼線鋼鋁復(fù)合鋼板（減振鋼板）鋼樹脂1.2.3層狀復(fù)合材料各組元自成一個或數(shù)個整體，組元之復(fù)合材料制備與加工1課件復(fù)合材料制備與加工1課件層狀復(fù)合材料層狀復(fù)合材料層狀復(fù)合材料層狀復(fù)合材料1.3復(fù)合材料制備與加工方法

1.3.1金屬復(fù)合材料

對于金屬基復(fù)合材料（分散強(qiáng)化型金屬復(fù)合材料），直接利用塑性加工的方法進(jìn)行成形，然后進(jìn)行燒結(jié)固化，或采用鑄造、粉末冶金等方法制備毛坯，然后采用鍛造、軋制、擠壓等方法進(jìn)行二次加工的復(fù)合材料占絕大部分。層狀金屬復(fù)合材料主要采用爆炸焊接或擴(kuò)散焊接后進(jìn)行塑性加工，或利用塑性加工直接復(fù)合成形。

1.3復(fù)合材料制備與加工方法1.3.1金屬復(fù)合材料一、顆粒強(qiáng)化金屬基復(fù)合材料

（1）粉末冶金法包括常規(guī)的粉末冶金法與粉末塑性加工法。粉末冶金法還可根據(jù)強(qiáng)化顆粒的加入方式，分為直接摻入法和通過反應(yīng)生成的原生復(fù)合法。（2）鑄造法包括攪拌鑄造法（增強(qiáng)相彌散分布）和擠壓鑄造法（采用增強(qiáng)相預(yù)制件的方法）。（3）噴射共沉積法一、顆粒強(qiáng)化金屬基復(fù)合材料（1）粉末冶金法二、晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料

（1）粉末冶金法（2）壓力鑄造法二、晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料

（1）粉末冶金法三、纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料

（1）粉末冶金法通常是將纖維含浸于粉漿之中，堆垛干燥后進(jìn)行燒結(jié)。（2）擴(kuò)散結(jié)合法包括熱壓、熱等靜壓、熱軋等方法。（3）預(yù)制件鑄造法包括浸漬法和擠壓鑄造法。（4）兩相合金復(fù)合法包括共晶合金定向凝固復(fù)合法、非互溶兩相合金強(qiáng)加工法。三、纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料

（1）粉末冶金法四、層狀復(fù)合材料（1）機(jī)械接合鑲套（包括熱裝和冷壓入）、液壓擴(kuò)管（脹形）、冷拉拔等（2）冶金接合*爆炸成形，或爆炸成形后進(jìn)行軋制*擴(kuò)散熱處理*軋制成形*擠壓成形*粉末塑性加工，或粉末塑性加工后燒結(jié)*摩擦焊接*復(fù)合鑄造四、層狀復(fù)合材料（1）機(jī)械接合1.3.2金屬-陶瓷層狀復(fù)合材料、梯度材料（1）氣相析出法化學(xué)氣相沉積法（CVD法：ChemicalVaporDeposition）,通過氣相狀態(tài)下的化學(xué)反應(yīng)而使所需成份在基板上析出。物理氣相沉積法（PVD法：PhysicalVaporDeposition）包括真空鍍膜、濺射鍍膜、離子鍍膜等方法。通過加熱蒸發(fā)、或讓粒子撞擊固體，使所需成份的原子（或分子）沉積于基板上。1.3.2金屬-陶瓷層狀復(fù)合材料、梯度材料（1）氣相析出（2）粉末冶金法粉末堆積法:采用粉末狀原料進(jìn)行積層堆積，在堆積過程中控制各組成的含量。薄膜積層法：先制取金屬與陶瓷或陶瓷與陶瓷的復(fù)合薄膜，然后將不同成份的薄膜積層起來。離心成形法：利用不同比重材料的粉末混合體在離心力作用下產(chǎn)生分離的特性，或邊改變所加粉末混合體的組成，邊通過離心成形法進(jìn)行堆積。（3）等離子噴鍍法（2）粉末冶金法（4）自蔓延燃燒合成法（SHS法）利用陶瓷與陶瓷、陶瓷與金屬之間的反應(yīng)熱進(jìn)行自我燒結(jié)（SHS法:SelfpropagatingHightemperatureSynthesis）。

（5）電解析出法將基板作為陰極浸入含有金屬離子的電解液之中，通過電解使金屬離子在基板上還原析出而實現(xiàn)成膜。（4）自蔓延燃燒合成法（SHS法）1.3.3陶瓷基復(fù)合材料（1）粉末燒結(jié)法（2）高分子反應(yīng)合成法將有機(jī)高分子材料與強(qiáng)化材料混合成形，通過燃燒合成陶瓷基體。（3）熔融含浸法將纖維織物含浸于熔融狀態(tài)的陶瓷基體中，使熔體充滿纖維之間的間隙而制取連續(xù)纖維強(qiáng)化復(fù)合材料。（4）化學(xué)氣相滲透法（氣相反應(yīng)直接復(fù)合法）通過對強(qiáng)化材料預(yù)成形體（纖維織物等）施加溫度梯度或壓力梯度，使原料氣體在預(yù)成形體內(nèi)部產(chǎn)生反應(yīng)而析出陶瓷基體。（5）原生復(fù)合法

1.3.3陶瓷基復(fù)合材料（1）粉末燒結(jié)法1.3.4高分子復(fù)合材料（1）連續(xù)纖維強(qiáng)化復(fù)合材料

手糊法或稱直接涂積法，即通過手工用不飽和聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂將增強(qiáng)材料粘結(jié)在一起。

含浸網(wǎng)層壓法將一定量的含浸網(wǎng)層疊在一起，在一定的溫度和壓力下壓制成板材。

纏繞法將含浸有樹脂的連續(xù)纖維纏繞在芯模上，然后進(jìn)行固化。

模壓法將含浸網(wǎng)積層于金屬模中，或?qū)⒗p繞成型的芯模置于金屬模中，在一定的溫度和壓力下使其固化。

拉拔法將含浸有樹脂的纖維束通過成型模拉制成所需斷面形狀。1.3.4高分子復(fù)合材料（1）連續(xù)纖維強(qiáng)化復(fù)合材料（2）非連續(xù)纖維強(qiáng)化復(fù)合材料非連續(xù)纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的成型方法主要有手糊法、模壓法、注射法、擠壓法等幾種。

注射法采用注射的方法使處于熔化狀態(tài)的高分子與強(qiáng)化材料的混合物流入并充滿成型模，經(jīng)固化而獲得所需制品。

擠壓法借助柱塞或螺稈將圓筒容器內(nèi)的處于熔化狀態(tài)的高分子與強(qiáng)化材料的混合物通過成型?？讛D出制取所需斷面形狀的制品。（2）非連續(xù)纖維強(qiáng)化復(fù)合材料（3）層狀復(fù)合材料

典型的高分子層狀復(fù)合材料有夾層復(fù)合材料、各種復(fù)合膜、人造革等。由三層以上的不同材料或不同結(jié)構(gòu)組成的復(fù)合材料稱為夾層復(fù)合材料。根據(jù)夾芯的類型，夾層復(fù)合材料可以分為泡沫夾層材料、蜂窩夾層材料與折板夾層材料三種。夾層復(fù)合材料的各層之間主要采用粘結(jié)的方法進(jìn)行接合。（3）層狀復(fù)合材料1.4復(fù)合材料的應(yīng)用1.4.1金屬復(fù)合材料

金屬復(fù)合材料中以層狀復(fù)合材料的應(yīng)用面最廣、產(chǎn)量最大，如鋁包鋼導(dǎo)線、剛性電車導(dǎo)線、低溫超導(dǎo)材料、光纖、各種復(fù)合板、雙金屬管等。金屬基復(fù)合材料中以顆粒強(qiáng)化復(fù)合材料發(fā)展最快，應(yīng)用較為廣泛，其中尤以顆粒強(qiáng)化鋁基復(fù)合材料最具有代表性。1.4復(fù)合材料的應(yīng)用1.4.1金屬復(fù)合材料復(fù)合材料制備與加工1課件復(fù)合材料制備與加工1課件復(fù)合材料制備與加工1課件復(fù)合材料制備與加工1課件1.4.2陶瓷復(fù)合材料

陶瓷復(fù)合材料主要應(yīng)用在耐磨、耐蝕、耐高溫以及對于強(qiáng)度、比強(qiáng)度、重量有較為特殊要求的材料等方面。1.4.2陶瓷復(fù)合材料陶瓷復(fù)合材料主要應(yīng)用在耐復(fù)合材料制備與加工1課件1.4.3高分子復(fù)合材料

高分子復(fù)合材料在日常生活、化工、船舶、航天航空、電子與通信、工程結(jié)構(gòu)材料等方面具有極為廣泛的用途。例如，玻璃鋼大量用于船舶、化工冷凝塔等結(jié)構(gòu)材料；人造革與人們的日常生活緊密相關(guān)；高強(qiáng)度纖維強(qiáng)化高分子基復(fù)合材料大量用于軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料、降落傘繩等；碳碳復(fù)合材料用于飛機(jī)剎車片。1.4.3高分子復(fù)合材料高分子復(fù)合材料制備與加工復(fù)合材料制備與加工課程內(nèi)容概論復(fù)合材料的界面與設(shè)計金屬復(fù)合材料的制備與加工陶瓷復(fù)合材料的制備與加工高分子基復(fù)合材料的制備與加工

課程內(nèi)容概論第一章概論復(fù)合材料（CompositeMaterials）：采用物理或化學(xué)方法，使兩種以上的材料在相態(tài)與性能相互獨(dú)立的形式下共存于一體之中，以達(dá)到提高材料的某些性能，或互補(bǔ)彼此缺點，或獲得新的性能（或功能）的目的。內(nèi)涵：制備方法組元形式復(fù)合目的第一章概論復(fù)合材料（CompositeMaterialsSaraCom復(fù)合硬質(zhì)合金輥環(huán)

硬質(zhì)合金與鋼的冶金粘結(jié)技術(shù)開創(chuàng)了在熱軋領(lǐng)域的嶄新應(yīng)用。耐磨的硬質(zhì)合金只是整個輥環(huán)的一部分，嵌在SARACOM復(fù)合輥環(huán)中，……

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中國的復(fù)合材料中國的復(fù)合材料起始于1958年，首先用于軍工制歷史，現(xiàn)實，與責(zé)任三星堆古遺址.....

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在原生地面上挖溝槽，槽中立木柱，間以小木棍或竹棍作為墻骨，在兩側(cè)抹草拌泥成為墻壁，并經(jīng)火燒烤……

——摘自互聯(lián)網(wǎng)

歷史，現(xiàn)實，與責(zé)任三星堆古遺址.....歷史，現(xiàn)實，與責(zé)任……當(dāng)務(wù)之急是校舍。年輕的曲鳳琴沒有退縮，決定自己動手蓋。她帶著幾個稍大一點的學(xué)生，自己動手脫土坯，就像燕子銜泥壘巢一樣。手被磨出了血泡，在混著柴草的泥土中她的十個手指被磨得沒有一個完整的，而這換來的就是那些被碼得整整齊齊的土坯?！?/p>

——摘自互聯(lián)網(wǎng)歷史，現(xiàn)實，與責(zé)任……當(dāng)務(wù)之急是校舍。年輕的曲鳳琴沒有退縮，1.2復(fù)合材料的種類1.2.1分散強(qiáng)化型復(fù)合材料

一種或一種以上的材料（強(qiáng)化材料或稱強(qiáng)化相）分散在另一種材料（基體材料）之中的復(fù)合材料。1.2復(fù)合材料的種類1.2.1分散強(qiáng)化型復(fù)合材料一、分散強(qiáng)化型復(fù)合材料的分類

一、分散強(qiáng)化型復(fù)合材料的分類二、金屬基復(fù)合材料

基體是金屬，因而具有較好的耐熱性，高彈性系數(shù)以及高導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，良好的成形加工性能。作為基體金屬，鋁合金由于密度低、強(qiáng)度高、易于加工處理等優(yōu)良特性而廣為使用，其次是鈦和鈦合金。用作強(qiáng)化材料的主要有顆粒、晶須、纖維（包括短纖維和長纖維或連續(xù)纖維）。

二、金屬基復(fù)合材料基體是金屬，因而具有較好的耐熱性，高彈性金屬基復(fù)合材料

金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料強(qiáng)化顆粒主要有氮化物、碳化物、硼化物以及氧化物陶瓷。

金屬基復(fù)合材料強(qiáng)化顆粒主要有氮化物、碳化物、硼化物以及氧化物金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料三、陶瓷基復(fù)合材料

陶瓷材料可以分為功能陶瓷與結(jié)構(gòu)陶瓷兩大類。功能陶瓷包括半導(dǎo)體材料、敏感材料（如熱敏、壓敏、光敏、氣敏、濕敏陶瓷等）、絕緣材料（含高導(dǎo)熱絕緣材料）、高溫超導(dǎo)材料等；結(jié)構(gòu)陶瓷包括各種耐高溫、耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料，如Al2O3、SiC、BN、Si3N4、WC等結(jié)構(gòu)用陶瓷材料。陶瓷材料復(fù)合化的目的，對于結(jié)構(gòu)陶瓷主要是為了提高材料的強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能，或提高其耐熱、耐蝕性能；而對于功能材料，主要是為了獲得某些新的功能。用作陶瓷基復(fù)合材料的強(qiáng)化材料主要有：各種陶瓷顆粒、晶須、纖維，某些金屬纖維。

三、陶瓷基復(fù)合材料陶瓷材料可以分為功能陶瓷與結(jié)構(gòu)陶瓷兩大類四、高分子基復(fù)合材料

研究歷史最長、應(yīng)用最廣泛的一類復(fù)合材料。

四、高分子基復(fù)合材料研究歷史最長、應(yīng)用最廣泛的一類復(fù)合材料高分子基復(fù)合材料高分子基復(fù)合材料五、原生復(fù)合材料（In-situcomposites）

原生復(fù)合材料（也稱為自生復(fù)合材料或原位復(fù)合材料）屬于分散型復(fù)合材料的一種，是相對于在基體中加入已經(jīng)定形的強(qiáng)化相這樣一類常規(guī)復(fù)合材料而言的。原生復(fù)合材料中的強(qiáng)化相是在鑄造、燒結(jié)等高溫加工處理過程中通過結(jié)晶或化學(xué)反應(yīng)生成的。常見的許多熱處理可強(qiáng)化（相變析出反應(yīng)型）金屬材料可以認(rèn)為是廣義上的原生復(fù)合材料，但習(xí)慣上不將這一類材料稱為原生復(fù)合材料。

五、原生復(fù)合材料（In-situcomposites）原1.2.2梯度材料（梯度功能材料）

梯度材料（或梯度復(fù)合材料）是一種較為特殊的復(fù)合材料，梯度材料中組元的含量沿著某一方向（例如厚度方向）產(chǎn)生連續(xù)或非連續(xù)的變化。組元梯度化的目的是為了實現(xiàn)材料性能的梯度化，賦予材料多種功能，以滿足一些特殊的使用需要。因此，梯度材料也稱為梯度功能材料（FunctionallyGradientMaterials：FGM）。1.2.2梯度材料（梯度功能材料）梯度材料（或梯度復(fù)合梯度材料金屬陶瓷連續(xù)梯度變化金屬陶瓷非連續(xù)梯度變化梯度材料金屬陶瓷連續(xù)梯度變化金屬復(fù)合材料制備與加工1課件1.2.3層狀復(fù)合材料

各組元自成一個或數(shù)個整體，組元之間以界面結(jié)合的方式復(fù)合成一體。銅包鋁線鋁銅鋁包鋼線鋼鋁復(fù)合鋼板（減振鋼板）鋼樹脂1.2.3層狀復(fù)合材料各組元自成一個或數(shù)個整體，組元之復(fù)合材料制備與加工1課件復(fù)合材料制備與加工1課件層狀復(fù)合材料層狀復(fù)合材料層狀復(fù)合材料層狀復(fù)合材料1.3復(fù)合材料制備與加工方法

1.3.1金屬復(fù)合材料

對于金屬基復(fù)合材料（分散強(qiáng)化型金屬復(fù)合材料），直接利用塑性加工的方法進(jìn)行成形，然后進(jìn)行燒結(jié)固化，或采用鑄造、粉末冶金等方法制備毛坯，然后采用鍛造、軋制、擠壓等方法進(jìn)行二次加工的復(fù)合材料占絕大部分。層狀金屬復(fù)合材料主要采用爆炸焊接或擴(kuò)散焊接后進(jìn)行塑性加工，或利用塑性加工直接復(fù)合成形。

1.3復(fù)合材料制備與加工方法1.3.1金屬復(fù)合材料一、顆粒強(qiáng)化金屬基復(fù)合材料

（1）粉末冶金法包括常規(guī)的粉末冶金法與粉末塑性加工法。粉末冶金法還可根據(jù)強(qiáng)化顆粒的加入方式，分為直接摻入法和通過反應(yīng)生成的原生復(fù)合法。（2）鑄造法包括攪拌鑄造法（增強(qiáng)相彌散分布）和擠壓鑄造法（采用增強(qiáng)相預(yù)制件的方法）。（3）噴射共沉積法一、顆粒強(qiáng)化金屬基復(fù)合材料（1）粉末冶金法二、晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料

（1）粉末冶金法（2）壓力鑄造法二、晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料

（1）粉末冶金法三、纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料

（1）粉末冶金法通常是將纖維含浸于粉漿之中，堆垛干燥后進(jìn)行燒結(jié)。（2）擴(kuò)散結(jié)合法包括熱壓、熱等靜壓、熱軋等方法。（3）預(yù)制件鑄造法包括浸漬法和擠壓鑄造法。（4）兩相合金復(fù)合法包括共晶合金定向凝固復(fù)合法、非互溶兩相合金強(qiáng)加工法。三、纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料

（1）粉末冶金法四、層狀復(fù)合材料（1）機(jī)械接合鑲套（包括熱裝和冷壓入）、液壓擴(kuò)管（脹形）、冷拉拔等（2）冶金接合*爆炸成形，或爆炸成形后進(jìn)行軋制*擴(kuò)散熱處理*軋制成形*擠壓成形*粉末塑性加工，或粉末塑性加工后燒結(jié)*摩擦焊接*復(fù)合鑄造四、層狀復(fù)合材料（1）機(jī)械接合1.3.2金屬-陶瓷層狀復(fù)合材料、梯度材料（1）氣相析出法化學(xué)氣相沉積法（CVD法：ChemicalVaporDeposition）,通過氣相狀態(tài)下的化學(xué)反應(yīng)而使所需成份在基板上析出。物理氣相沉積法（PVD法：PhysicalVaporDeposition）包括真空鍍膜、濺射鍍膜、離子鍍膜等方法。通過加熱蒸發(fā)、或讓粒子撞擊固體，使所需成份的原子（或分子）沉積于基板上。1.3.2金屬-陶瓷層狀復(fù)合材料、梯度材料（1）氣相析出（2）粉末冶金法粉末堆積法:采用粉末狀原料進(jìn)行積層堆積，在堆積過程中控制各組成的含量。薄膜積層法：先制取金屬與陶瓷或陶瓷與陶瓷的復(fù)合薄膜，然后將不同成份的薄膜積層起來。離心成形法：利用不同比重材料的粉末混合體在離心力作用下產(chǎn)生分離的特性，或邊改變所加粉末混合體的組成，邊通過離心成形法進(jìn)行堆積。（3）等離子噴鍍法（2）粉末冶金法（4）自蔓延燃燒合成法（SHS法）利用陶瓷與陶瓷、陶瓷與金屬之間的反應(yīng)熱進(jìn)行自我燒結(jié)（SHS法:SelfpropagatingHightemperatureSynthesis）。

（5）電解析出法將基板作為陰極浸入含有金屬離子的電解液之中，通過電解使金屬離子在基板上還原析出而實現(xiàn)成膜。（4）自蔓延燃燒合成法（SHS法）1.3.3陶瓷基復(fù)合材料（1）粉末燒結(jié)法（2）高分子反應(yīng)合成法將有機(jī)高分子材料與強(qiáng)化材料混合成形，通過燃燒合成陶瓷基體。（3）熔融含浸法將纖維織物含浸于熔融狀態(tài)的陶瓷基體中，使熔體充滿纖維之間的間隙而制取連續(xù)纖維強(qiáng)化復(fù)合材料。（4）化學(xué)氣相滲透法（氣相反應(yīng)直接復(fù)合法）通過對強(qiáng)化材料預(yù)成形體（纖維織物等）施加溫度梯度或壓力梯度，使原料氣體在預(yù)成形體內(nèi)部產(chǎn)生反應(yīng)而析出陶瓷基體。（5）原生復(fù)合法

1.3.3陶瓷基復(fù)合材料（1）粉末燒結(jié)法1.3.4高分子復(fù)合材料（1）連續(xù)纖維強(qiáng)化復(fù)合材料

手糊