文档介绍：铝基复合材料活塞铝基复合材料的应用摘要:综述了近年来铝基复合材料在各领域所获得的一系列成功应用,并较为详尽地介绍了它们的具体应用情况以及对相关产品与装备所产生的积极作用,分析和展望了该种复合材料的研究。铝基复合材料的研究始于上个世纪的50年代,铝基复合材料所展现的优异的比强度、比刚度以及优良的高温力学性能、低的热膨胀系数、优良的耐磨性得到了人们的关注,成为了金属基复合材料研究开发的重点方向。早期铝基复合材料多使用与航天航空以及军事领域等先进技术领域,在民用领域应用较少,自上世纪80年代起,随着技术的突破,出现了短纤维以及颗粒增强铝基复合材料等廉价的增强材料,铝基复合材料逐渐的并被广泛的运用到了工业领域以及民用领域。 1铝基复合材料的应用航空、航天以及军事工业上的应用铝基复合材料由于自身一些性能的优点,在航空、航天以及军事工业领域得到了较为广泛的运用。早在上世纪80年代,碳化硅增强铝基薄膜便被成功的应用到飞机上[1],铝基复合薄膜在航空航天、军事领域应用较多。如在美国国防部的支持下,DWA复合材料公司与洛克希德马丁公司及空军合作,通过粉末冶金的方法制备了6092/SiC/复合材料[2-4],代替原有的2214铝合金蒙皮,使得F-16战斗机的寿命提高了数百小时;同样,DWA公司的 6061/SiC/25p复合材料仪表支架已应用于承载Lockheed飞机上的电子设备[5]。采用碳化硅颗粒增强铝基复合材料代替铝青铜制备的液压制动器缸体,目前已投入到军用V-22型鱼鹰直升机、F-18“大黄蜂”战斗机上,不仅减轻了质量、降低了热膨胀系数,而且还提高疲劳极限[6];再如AMC公司采用高能球磨粉末冶金法制备出高刚度、耐疲劳的碳化硅颗粒增强铝基复合材料已经成功运用到了美国Eurocopter公司所生产制造的两种型号的新型直升机,这种材料不仅提高了直升机旋翼连接件的刚度,和原有的钛合金相比重量下降了25%,零件的使用寿命也提高了5倍。交通运输方面的应用交通运输工具是铝基复合材料最为重要的民用领域之一,被广泛用于制造轻质的连杆活塞等。铝基复合材料最早成功运用到交通运输工具上在日本,日本丰田汽车在1983年将柴油机的活塞由镍铸铁内衬套换成了5%氧化铝短纤维增强铝基复合材料,取得了很好的减重效果,而且活塞的导热率也提高了三倍,热疲劳寿命明显延长被广泛运用在汽车领域上。Honda公司铝基复合材料的研究进展姓名:苑光昊摘要:本文介绍了铝基复合材料的设计与制备、性能、应用,重点讲述了国内外的研究现状和发展趋势。关键词:设计与制备性能应用研究现状及发展复合材料是应现代科学发展需求而涌现出具有强大生命力的材料,在金属基复合材料中表现尤为明显。金属基复合材料有铝基、镍基、镁基、抬基、铁基复合材料等多种,其中铝基复合材料发展最快而成为主流。本文主要对国内外铝及复合材料的研究现状进行简要评述,主要包括材料的设计与制备、界面、性能、应用等方面。一、铝基复合材料的设计与制备 1基体材料的选择铝基复合材料的基体可以是纯铝也可以是铝合金,其中采用铝合金居多。工业上常采用的铝合金基体有Al-Mg、Al-Si、Al-Cu、Al-Li和Al-Fe等。如希望减轻构件质量并提高刚度,可以采用Al-Li合金做基体【1】;用高温的零部件则采用Al-Fe合金做基体【2】;经过处理后的Al-Cu合金强度高、且有非常好的塑性、韧性和抗蚀性、易焊接、易加工,可考虑作这些要求高的基体【3】。材料的使用要求是选用基体金属材料的首要条件,如要求材料具有良好的耐磨性、耐热性及低的膨胀系数时,选择基体为Al-Si合金;为进一步减轻零部件的重量,可考虑选用Al-Li合金作为基体;为了提高材料的高性能,可选用Al-Fe系合金。 2铝基复合材料增强体选择针对材料的具体应用,增强体首先具有明显提高金属基体应具备的特殊性能,如作为结构材料时,增强体应具有高强度、高弹性模量、低密度等性能。而作为耐磨材料时,硬度、耐磨性是主要选择依据。由于金属基体有良好的浸润性可保证增强体与基体金属良好复合和均匀分布 B、Al2O3、Si、和C纤维等是最早的纤维材料,该材料的性能优异,但高昂的成本限制了它们的广泛发展及应用。但在航空及军事等方面有研究应用潜力。根据增强体的形态可将其分为纤维、颗料、晶须三种类型,也有采用金属丝作为铝基复合材料的增强体,但采用极少。在铝基复合材料研究中,使用最多的增强体是SiC和Al2O3,以 TiC、B、石墨等。连续纤维增强的铝基复合材料的研究开展得最早,且材料的性能优异,但成本高,工艺复杂,在工业上难以推广应用。如不考虑成本,可用于军工、航空等领域。碳纤维具有非常高的比强度和比弹性,目前受到研究者的重视。非连续增强金属基复合材料具有制造成本低,可采用常规冶金加工方法制造,材料具有各向异性,二次加工性能好