金屬基復(fù)合材料按增強(qiáng)體的類別,可分為纖維增強(qiáng)(包括連續(xù)和短切)、晶須增強(qiáng)和顆粒增強(qiáng);按金屬或合金基體的不同,可分為鋁基、鎂基、銅基、鈦基、高溫合金基、金屬間化合物基以及難熔金屬基復(fù)合材料等。
以金屬或合金為基體,并以纖維、晶須、顆粒等為增強(qiáng)體的復(fù)合材料。按所用的基體金屬的不同,使用溫度范圍為350-1200°C。其特點(diǎn)在力學(xué)方面為橫向及剪切強(qiáng)度較高,韌性及疲勞等綜合力學(xué)性能較好,同時還具有導(dǎo)熱、導(dǎo)電、耐磨、熱膨脹系數(shù)小、阻尼性好、不吸濕、不老化和無污染等優(yōu)點(diǎn)。例如,碳纖維增強(qiáng)鋁復(fù)合材料其比強(qiáng)度(3-4)X107mm,比模量為(6-8)X10smm,又如石墨纖維增強(qiáng)鎂不僅比模量可達(dá)1.5X10lnmm,而且其熱膨脹系數(shù)幾乎接近零。
基體與增強(qiáng)顆粒的匹配,是指兩者必須具有物理相容性和化學(xué)相容性,這對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和最終應(yīng)用都至關(guān)重要?;w與增強(qiáng)顆粒之間的一個非常重要的物理關(guān)系是熱膨脹系數(shù)對于鈦棒這類高屈服強(qiáng)度的基體,一般要求避免高的殘余應(yīng)力,因此,基體與增強(qiáng)顆粒熱膨脹系數(shù)不應(yīng)相差太大?;瘜W(xué)相容性對于鈦基復(fù)合材料尤其值得重視,它曾是影響鈦基復(fù)合材料發(fā)展的一個關(guān)鍵問題。
增強(qiáng)顆粒與金屬基體之間的匹配性問題,即增強(qiáng)顆粒與金屬基體的潤濕性要求。無論是固相法還是液相法,增強(qiáng)顆粒與金屬基體之間都存在有界面反應(yīng)。它影響到金屬基復(fù)合材料在高溫制備時和髙溫應(yīng)用時的性能和穩(wěn)定性,因此在制備顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料是必須加以考慮。