金屬基復(fù)合材料主要優(yōu)點(diǎn)和金屬基復(fù)合材料市場應(yīng)用前景

金屬基復(fù)合材料的早期研究大多涉及鋁基合金材料。最近,矩陣基于鈦合金、鈦鋁金屬間化合物金屬研究發(fā)展。金屬基復(fù)合材料使用的增強(qiáng)材料有多種類型和形態(tài)，主要是高熔點(diǎn)陶瓷，如SiC或Al2O3，它們以不連續(xù)的晶須、顆?；蜻B續(xù)纖維的形式存在。

金屬基復(fù)合材料與整體合金相比，金屬基復(fù)合材料的主要優(yōu)點(diǎn)是其較高的強(qiáng)度、彈性模量和抗疲勞裂紋的能力，而代價(jià)是較低的韌性。研究的主要重點(diǎn)是提高不連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合材料的延性和韌性，以及在不損失強(qiáng)度的情況下提高連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合材料的韌性。不幸的是，生產(chǎn)mmc的成本很高。在具有連續(xù)強(qiáng)化的微型機(jī)中，關(guān)鍵問題包括成本、加工和有用形狀的可生產(chǎn)性。

金屬基復(fù)合材料連續(xù)增強(qiáng)的mcs以溢價(jià)提供最大的強(qiáng)度和剛度。先進(jìn)飛機(jī)的起落架可以使用連續(xù)增強(qiáng)的mcs來減輕重量和增加環(huán)境阻力。其他候選應(yīng)用包括超音速飛機(jī)外殼和需要高溫強(qiáng)度的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)。不連續(xù)增強(qiáng)的金屬復(fù)合材料，包括晶須或顆粒，提供了更高的強(qiáng)度和剛度，但比未增強(qiáng)的金屬成本更高。他們可以在輕載、剛度關(guān)鍵的機(jī)身部件中找到應(yīng)用，在這些部件中，增強(qiáng)的疲勞或抗斷裂能力并不是必需的。例如慣性制導(dǎo)系統(tǒng)、舵、逃生艙口和飛機(jī)液壓系統(tǒng)。

金屬基復(fù)合材料具有連續(xù)增強(qiáng)的mcs在纖維基體相容性、纖維成本、纖維尺寸和纖維涂層技術(shù)方面存在問題。與固結(jié)技術(shù)相關(guān)的是生產(chǎn)和制造成本，包括加工后的成型、成形和加工，以及設(shè)計(jì)性能的建立。晶須和顆粒微芯片需要專門設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行初級加工。實(shí)現(xiàn)顆粒的均勻分散和生產(chǎn)控制或減少晶須或顆粒大小是困難的，加工成本高。

金屬基復(fù)合材料使用微型機(jī)的主要障礙是它們的高成本。其他障礙包括機(jī)械性能測量缺乏標(biāo)準(zhǔn)化和加工困難。過程開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化對于連續(xù)和不連續(xù)的mmc都是必需的。其他約束包括低斷裂韌性和較差的橫向力學(xué)性能。由于這些限制適合小眾應(yīng)用，但不是主要使用在下一代商業(yè)運(yùn)輸飛機(jī)。最有可能在商用飛機(jī)上首先應(yīng)用的是發(fā)動機(jī);然而，發(fā)動機(jī)的應(yīng)用不在本研究的范圍之內(nèi)。