金屬基復(fù)合材料

前言
第1章緒論1

1.1金屬基復(fù)合材料概述2

1.2金屬基復(fù)合材料特性4

1.3金屬基復(fù)合材料發(fā)展前沿及趨勢(shì)6

1.3.1金屬基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展7

1.3.2新型金屬基復(fù)合材料8

1.3.3金屬基復(fù)合材料制造新技術(shù)9

本章思考題11

第2章增強(qiáng)體材料12

2.1增強(qiáng)體的分類(lèi)13

2.1.1纖維13

2.1.2晶須13

2.1.3顆粒13

2.1.4其他14

2.2纖維增強(qiáng)體14

2.2.1碳纖維14

2.2.2硼纖維16

2.2.3碳化硅纖維17

2.2.4氧化鋁纖維20

2.3晶須增強(qiáng)體23

2.3.1晶須的分類(lèi)23

2.3.2晶須的物理性質(zhì)24

2.3.3晶須的分散25

2.4顆粒增強(qiáng)體25

2.5其他增強(qiáng)體26

2.5.1金屬絲26

2.5.2碳納米管27

2.5.3石墨烯29

本章思考題30

第3章金屬基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)32

3.1金屬基復(fù)合材料設(shè)計(jì)基礎(chǔ)32

3.1.1復(fù)合效應(yīng)32

3.1.2復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性34

3.1.3復(fù)合材料設(shè)計(jì)的研究方法35

3.1.4復(fù)合材料的虛擬設(shè)計(jì)38

3.1.5原材料的選擇原則38

3.2金屬基結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)41

3.2.1基體的選擇41

3.2.2增強(qiáng)體的選擇43

3.2.3單向連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合
材料力學(xué)性能設(shè)計(jì)44

3.2.4短纖維增強(qiáng)金屬?gòu)?fù)合材料力學(xué)
性能設(shè)計(jì)49

3.2.5顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料力學(xué)
性能設(shè)計(jì)52

3.3金屬基功能復(fù)合材料的設(shè)計(jì)55

3.3.1基體的選擇55

3.3.2功能體的選擇56

3.3.3功能復(fù)合材料調(diào)整優(yōu)值的途徑56

3.3.4利用復(fù)合效應(yīng)創(chuàng)造新型功能
復(fù)合材料58

3.3.5物理性能設(shè)計(jì)58

3.3.6熱防護(hù)梯度功能材料設(shè)計(jì)63

本章思考題65

第4章金屬基復(fù)合材料的制造技術(shù)67

4.1金屬基復(fù)合材料制造技術(shù)概述67

4.1.1金屬基復(fù)合材料制造方法的
分類(lèi)67

4.1.2制造技術(shù)應(yīng)具備的條件67

4.1.3金屬基復(fù)合材料制造的關(guān)鍵性
技術(shù)68

4.2固態(tài)制造技術(shù)68

4.2.1粉末冶金技術(shù)68

4.2.2熱壓和熱等靜壓技術(shù)69

4.2.3熱軋?熱擠壓和熱拉技術(shù)71

4.2.4爆炸焊接技術(shù)72

4.3液態(tài)制造技術(shù)72

4.3.1真空壓力浸滲技術(shù)72

4.3.2擠壓鑄造技術(shù)74

4.3.3液態(tài)金屬攪拌鑄造技術(shù)74

4.3.4液態(tài)金屬浸漬技術(shù)79

4.3.5共噴沉積技術(shù)81

4.4原位自生成技術(shù)83

4.4.1定向凝固法83

4.4.2反應(yīng)自生成法83

4.5表面復(fù)合技術(shù)92

4.5.1物理氣相沉積技術(shù)92

4.5.2化學(xué)氣相沉積技術(shù)93

4.5.3熱噴涂技術(shù)93

4.5.4電鍍?化學(xué)鍍和復(fù)合鍍技術(shù)94

本章思考題95

第5章金屬基復(fù)合材料的成形加工96

5.1金屬基復(fù)合材料液態(tài)成形96

5.1.1常規(guī)鑄造成形96

5.1.2特種鑄造成形100

5.1.33D打印102

5.2金屬基復(fù)合材料塑性成形105

5.2.1塑性成形的力學(xué)基礎(chǔ)105

5.2.2軋制成形106

5.2.3擠壓成形108

5.2.4拉拔成形110

5.2.5超塑性成形111

5.3金屬基復(fù)合材料連接技術(shù)113

5.3.1連接方法及其特點(diǎn)113

5.3.2不同連接技術(shù)的比較118

5.3.3新型連接技術(shù)119

5.4金屬基復(fù)合材料機(jī)械加工122

5.4.1切削加工123

5.4.2磨削加工136

本章思考題142

第6章金屬基復(fù)合材料的界面及其
表征143

6.1界面的定義143

6.2界面的特征143

6.2.1界面的結(jié)合機(jī)制144

6.2.2界面分類(lèi)及界面模型145

6.2.3界面的物理化學(xué)特性147

6.2.4界面的穩(wěn)定性161

6.2.5界面結(jié)構(gòu)及界面反應(yīng)163

6.2.6界面對(duì)性能的影響166

6.2.7界面優(yōu)化與界面反應(yīng)控制169

6.3金屬基復(fù)合材料的界面設(shè)計(jì)170

6.3.1界面結(jié)合特性設(shè)計(jì)170

6.3.2界面設(shè)計(jì)優(yōu)化的系統(tǒng)工程171

6.3.3計(jì)算機(jī)模擬在界面設(shè)計(jì)中的
應(yīng)用173

6.4金屬基復(fù)合材料的界面表征177

6.4.1界面組成及成分變化177

6.4.2界面區(qū)的位錯(cuò)分布178

6.4.3界面強(qiáng)度的表征178

6.4.4界面殘余應(yīng)力的測(cè)定181

6.4.5界面殘余應(yīng)變的原位測(cè)定182

6.4.6界面斷裂的原位觀察分析184

6.4.7界面結(jié)構(gòu)的高分辨觀察及其
計(jì)算機(jī)模擬184

本章思考題187

第7章金屬基復(fù)合材料的性能188

7.1金屬基復(fù)合材料的性能簡(jiǎn)介188

7.2長(zhǎng)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料192

7.2.1硼纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料193

7.2.2硼纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料195

7.2.3碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料195

7.2.4碳纖維增強(qiáng)銀基復(fù)合材料196

7.2.5碳纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料197

7.2.6碳纖維增強(qiáng)鉛基復(fù)合材料198

7.2.7碳化硅纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料198

7.2.8碳化硅纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料199

7.2.9纖維增強(qiáng)金屬間化合物200

7.3短纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料202

7.3.1短纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料202

7.3.2短纖維增強(qiáng)鋅基復(fù)合材料204

7.3.3短纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料205

7.4晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料205

7.4.1晶須增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料205

7.4.2晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料210

7.5顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料212

7.5.1顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料212

7.5.2顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料216

7.5.3顆粒增強(qiáng)鋅基復(fù)合材料216

7.5.4顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料217

7.5.5顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料219

7.6混雜增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料性能220

7.6.1室溫力學(xué)性能220

7.6.2耐磨性能221

7.6.3熱物理性能221

7.6.4高溫性能2