材料物理性能

一、金属基复合材料为什么具有可设计性（1）复合材料在弹性模量、线膨胀系数和材料强度等方面具有明显的各向异性性质。（2）.复合材料具有不同层次上的宏观、细观和微观结构（3）复合材料设计涉及多个变量优先及多层次涉及的选择。（4）复合材料的性能往往与结构及工艺有很强额依赖关系，因此，在复合材料产品设计的同时必须进行材料结构设计，并选择合适的工艺方法。（5）在对复合材料结构设计的同时也应对其性能进行适当的评价，以判断产品结构是否达到预期的指标。二、制造技术应具备的条件1.能使增强材料均匀地分布于金数基体中，满足复合材料结构和强度设计要求；2.能使复合材料界面效应、混杂效应或复合效应充分发挥，有利于复合材料性能的提高与互补，不能因制造工艺不当而造成材料性能下降；3.能够充分发挥增强材料对基体金属的增强、增韧效果，可制得具有合适界面结构和特性的复合材料，尽量避免在制造过程中于增强体-金属界面处发生不利的化学反应；4.设备投资少，工艺简单易行，可操作性强，便于实现批量或规模生产；5.尽量能制造出接近最终产品的形状、尺寸和结构，减少或避免后加工工序。三、热等静压法用惰性气体加压，工件在各个方向上受到均匀压力的作用。温度、压力、保温保压时间是主要工艺参数。工艺有三种：1先升压后升温，特点无需将工作压力升到最终所要求的最高压力，随着温度升高，气体膨胀、压力不断升高直至达到需要压力，适合金属包套工件制造2先升温后升压，适合玻璃包套制造复合材料3同时升温升压，适合于低压成形、装入量大、保温时间长的工件制造四、真空压力浸渍技术工艺流程：预制件预热→将预制件放入模具中→注入液体金属→加压渗入金属→加压保压金属→取出制品五、液态金属搅拌铸造技术搅拌工艺方法：漩涡法、Duralcan法、复合铸造法。注意事项与措施：1.在金属熔体中添加合金元素合金元素可以降低金属熔体的表面张力；2.颗粒表面处理比较简单有效的方法是将颗粒进行高温热处理，使有害物质在高温下挥发脱除；3.复合过程的情分控制由于液态金属氧化生成的氧化膜阻止金属与颗粒的混合和润湿，吸入的气体又会造成大量气孔，严重影响复合材料的质量，因此要采用真空、惰性气体保护来防止金属熔体的氧化和吸气；4.有效的机械搅拌强烈的搅动可使液态金属以高的剪切速度流过颗粒表面，能有效地改善金属与颗粒之间的润湿性，促进颗粒在液态金属中的均匀分布。通常采取高速旋转的机械搅拌或超声波搅拌来强化搅拌过程。六、共喷沉积技术工艺过程，包括基体金属熔化、液态金属雾化、颗粒加入及与金属雾化流的混合、沉积和凝固等工序。主要工艺参数：熔融金属温度，惰性气体压力、流量、速度，颗粒加入速度，沉积底板温度等。特点：适用面广生产工艺简单、效率高冷却速度快颗粒分布均匀复合材料中的气孔率较大七、冷喷涂八、超塑性变形过程中组织变化特点1.晶粒形状与尺寸的变化2.晶粒的滑动、转动和换位3.晶粒条纹带4.位错5.空洞九、连续纤维增强复合材料的损伤分析1界面的性质是决定材料性质的重要因素，界面强度越高，界面脱粘发生的越晚，材料的最终强度越大;若界面强度很大，脱粘不发生，材料的强度由基体性质决定。2界面的临界相对位移值越大，界面的韧性越好，脱粘发生的越晚3不同界面强度对应的计算胞元的失效模式不同，弱界面失效是，界面完全脱粘，纤维剥落；中等界面失效时，部分界面脱粘；强界面失效时，失效在基体中发生。十、复合材料强化机制Orowan强化细晶强化固溶强化位错强化十一、爆炸焊接法是利用炸药爆炸产生的强大脉冲应力，通过使碰撞的材料发生塑性变形、粘接处金属的局部扰动一级热过程使材料焊接起来。特点：作用时间短，材料温度低，不必担心发生界面反应。主要用来制造金属层合板和金属丝增强金属基复合材料。