金属基复合材料应用问题研究

摘要：金属基复合材料作为金属材料领域的一个重要分支，对于我国材料行业发展至关重要，而在技术不断完善的今天，金属基复合材料更是凭借其良好的性能，逐渐成为诸多领域不可或缺的材料之一。基于此情，下文将对我国金属基复合材料的现状及应用进行分析，望所述内容，对加深相关从业人员认知，以及推动金属基复合材料的研发，有一定帮助。

关键词：复合材料;金属基;应用

引言

金属基复合材料与传统金属材料在性能上要好很多，从力学角度而言，其韧性及疲劳等性能要优于传统金属材料，同时，还具有导热、导电、耐磨、不吸湿、不老化和无污染等诸多优点，因此，被很多高端科学制造领域所青睐，但从目前发展情况来看，我国虽然在金属基复合材料领域出现了百花齐放的盛景，但与一些发达国家而言，仍有一定差距，故而，继续探究，对缩短我国与发达国家在这一领域差距，具有重要意义。

一、金属基复合材料相关概述

顾名思义，金属基复合材料是一种复合材料，它是以一种或多种金属为基体，由多种不同材料复合而成，虽然诞生的时间较短，但却被各国所关注，尤其是医疗、军工、航空航天这类高科技，这些领域对于材料的要求十分苛刻，而不同基体的金属基复合材料，则可以满足其需求，但限于技术等手段的欠缺，金属基的制造工艺仍较为复杂，而制造成本也相对高昂，因此，仍为实现量产。

二、我国金属基复合材料的研究现状

就目前情况而言，我国虽然在金属基复合材料的整体研究水平方面，还不能与一些发达国家相比，但在部分金属基复合材料领域，却取得了重要研究成果，其中最具代表性的当属铝基复合材料，研究人员不仅在铝基基础研究方面跻身世界前列，而且已经基本掌握了精密铸造、挤压成形、超塑成形、搅拌铸造、真空压力浸渍等技术，并在颗粒增强铝基复合材料研究出属于自身的特色，正逐渐将材料推向实际应用，与此同时，我国也已经开展颗粒与纤维增强铝基、钛基、镁基、铁基、铜基等各类金属基复合材料的研发，并且也取得了一定的成果，相信不远的未来，我国在金属基复合材料领域定然能够与世界接轨。

三、金属基复合材料的应用

金属基复合材料虽然出现的时间较短，但却凭借其优越的性能，逐渐被各大高端科技领域所青睐，如航空航天、汽车、电子等，具体如下：

1、汽车领域

金属基复合材料用于汽车工业主要是颗粒增强和短纤维增强的铝基复合材料、镁基复合材料。目前，铝基复合材料通常采用铝硅合金。常用的填充增强剂有陶瓷纤维、晶须和微粒等。与常用汽车材料铝合金相比，铝基复合材料具有质量轻、比强度高和弹性模量高、耐热性和耐磨性好等优点，是汽车轻量化的理想材料，已经在活塞及活塞环、缸套、连杆、汽车制动盘、制动鼓及刹车盘、保持架、驱动轴、传动轴、轴承、发动机零件上得到应用。

目前，由低密度金属和增强陶瓷纤维组成的高性能铝活塞已有所应用。国外推出了氧化铝纤维增强活塞顶的铝活塞、氧化铝增强的镁合金制造的活塞、氧化铝纤维及不锈钢纤维增强的铝基复合材料连杆等，进一步扩大了复合材料在活塞上的应用。铝基复合材料也被用于刹车轮，其特点是可使质量减轻30%～60%，而且导热性好。如某国外汽车公司已研制出用碳化硅粒子增强的铝-10%硅-镁基复合材料制成的刹车轮，而我国上汽集团已经和有关高校合作，进行铝基复合材料汽车制动盘的研制，将用于上汽集团独立开发、具有自主知识产权的轿车刹车系统。

2、工业领域

金属基材料不仅在汽车领域有着一定的应用，同时，在工业当中，其作用也十分明显。包括硬质合金、金属陶瓷、电镀和浸渍金刚石刀具、铜和银金属基复合材料电触头、石化行业的抗腐蚀涂层。如铁基复合材料，在低密度、高刚度和高强度的增强体颗粒加入到钢铁基体中后，其材料密度降低、且硬度、耐磨性和高温性能等也提升明显，因此，被应用于切削、轧制、喷丸、冲压、穿孔、拉拔、模压成型等方面;再如碳化钛增强的铁和镍合金，具有出色的硬度和良好的耐磨性能，在工业中应用广泛，包括切削、轧制、制粒、冲压、冲孔、金属热加工、拉拔、模锻、钻孔等;制作的零件包括：锻锤、冲压模、罐装工具、压纹辊、止回阀、挤压机喷嘴、弯曲模、挤压模、热锻模模衬等。故而，可以说金属基在工业领域，也得到了广泛应用。

3、航空航天领域

航空航天事业的发展，离不开新型材料的支持，由于宇宙中的环境特殊，因此，普通的金属材料难以适应，而一些合金材料虽然能够适应这种环境，但若长时间处于宇宙复杂环境中，其性能等也会大打折扣，进而影响航空器材的使用寿命，而一些新型的金属基复合材料，则相较于铝合金、钛合金等合金材料，更适于航空航天，这些材料能够可以更好的满足高性能设备构件的制造，减轻自重的同时，提升性能和精度。如人造卫星支架、L频带平面天线、空间望远镜及照相机波导和镜筒、红外反射镜、人造卫星抛物面天线等，这些尖端设备部件均可见其身影，由此可见，金属基材料在航空航天领域的应用价值。

結束语

综上所述，金属基材料凭借自身的优势，在诸多领域均得到应用，而介于当前技术水平限制，虽然在金属基复合材料领域仍处于前期阶段，但致力于未来，笔者相信，在相关人员的不断努力下，更多性能优秀的金属基材料定然应运而生，为各项科技领域作出巨大贡献。

参考文献：

[1]巢青，孙剑芬，孙志刚，宋迎东.金属基复合材料力学性能研究进展[J].航空发动机，2018（4）

[2]肖伯律，刘振宇，张星星，马宗义.面向未来应用的金属基复合材料[J].中国材料进展，2016（9）

作者简介：余西朋，出生日期：2001年5月28日，性别：男，籍贯：四川省乐山市犍为县，专业：材料科学与工程，学校：四川轻工化大学