1复合材料原理江苏大学材料学院江苏大学材料学院2第二章复合材料的复合原理及界面2.1复合原则2.2弥散增强及颗粒增强原理2.3单向连续纤维增强原理2.4短纤维增强原理2.5混杂增强原理2.6复合材料界面及其改性2.7复合材料界面表征32.62.6复合材料界面及其改性复合材料界面及其改性界面的基本概念聚合物基复合材料的界面改性金属基复合材料的界面及其改性方法层状复合材料的界面4思考题1、与聚合物基复合材料的界面相比，金属基复合材料的界面有哪些特点？2、避免金属基复合材料界面过度化学反应的措施有哪些？1、金属基复合材料的界面容易发生反应而生成脆性产物、易出现某元素富集的现象。2、增强材料处理（氧化、涂层）、基体材料合金化、改进制备工艺（避免液态、降低温度）。5层状复合材料的界面钢-铝复合材料界面铜-铝复合材料界面陶瓷层状复合材料界面6金属层状复合材料是利用复合技术，使两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的金属在界面上实现牢固的冶金结合而制备的一种新型复合材料。经过恰当组合而形成的金属层状复合材料，可以极大地改善单一金属材料的热膨胀性、强度、断裂韧性、冲击韧性、耐磨性、电性能、磁性能等诸多性能近年来受到世界各国的普遍重视，已被广泛的应用于汽车、船舶、电子、医疗、环保设备和化工设备等方面。7固-固复合轧制复合法爆炸复合法爆炸-轧制复合法扩散焊接法液-固复合铸造复合法钎焊法表面工程技术电镀刷镀化学镀热喷涂物理气相沉积8爆炸复合的可能金属组合9一、钢-铝复合材料界面电解铝阳极导电杆铝合金轮毂钢-铝复合导电轨10图1钢-铝阳极导电杆11图2铝合金轮毂12图3钢-铝复合导电轨13钢-铝复合的实现途径机械结合螺栓、螺钉、铆钉，弹性夹紧，折叠咬合机械/冶金结合挤压-焊接、挤压-滚压、铸造-冷轧冶金结合液态热压接、铸造-复合挤压、共同挤压14a)复合良好的钢头b)复合不良的钢圈和轮毂图4钢-铝结合分开面照片15图5钢-铝复合界面的SEM照片及界面的XRD谱2θ,degree16图钢/铝复合界面电子扫描成分分析17图6Al-Fe二元相图18图7不同试样的扫描电镜照片(a)(a)原始试样(b)400×2h-℃空冷，10次(c)500×2h℃-空冷，4次(d)500×2h℃-空冷，5次19图8抗弯特性随500×2h-℃空冷循环次数的变化2468303642485460加热-冷却循环次数剪切力/N20图9界面电阻与温度、热-冷循环次数的关系2468100.50.60.70.80.9400℃500℃电阻/μΩ加热-冷却循环次数21(a)(b)图10钢-铝复合界面断口的SEM照片22存在的问题1、Fe-Al金属间化合物的形成；2、钢、铝热膨胀系数的差异；3、生产过程中工艺参数的严格控制；4、实际使用中的加热-冷却循环。23二、铜-铝复合材料界面图11铜包铝材料照片24图12不同试样的扫描电镜照片25图13铜侧XRD分析结果26图14不同试样界面附近的电镜扫描成分分析27图15热扩散处理温度与界面强度之间的关系28图16铜-铝出现金属间化合物的温度-时间关系29图17铜包铝复合线工艺流程30图18充芯连铸铜包铝复合材料及其界面组织31图19铜包铝电力线缆32三、陶瓷层状复合材料界面真空蒸镀技术是一种最普遍，应用最广泛的膜制造技术。金属蒸镀行业对舟皿材料提出了许多方面的要求:合适的电阻率范围和电阻温度系数、优良的耐热冲击性、优良的耐熔融金属腐蚀性、高温下与熔融金属的良好润湿性、易机械加工性、足够的强度等。碳素石墨材料和六方氮化硼具有相同的晶体结构，极为相似的热膨胀系数和热导率，优良的耐冷热循环冲击特性，是最为理想的热匹配体系。33石墨与六方BN部分性能的比较34高温下C/BN复合材料的界面热稳定性和耐热冲击性，这种复合体系具有优良的界面稳定性，同时在1800℃仍可保持良好的结构，说明该材料具有优良的热匹配性。石墨和氮化硼均为难烧结材料，制备这种C/BN层状复合材料是相当困难的，通常采用CVD法在石墨基体上镀一层BN。35图20立方氮化硼及蒸发舟36铝塑复合板的特性37图21铝塑复合板极其结构38层状复合材料的界面钢-铝复合材料界面铜-铝复合材料界面陶瓷层状复合材料界面39思考题1、你认为铜-铝复合材料的界面结合存在哪些问题，如何加以解决？2、陶瓷层状复合材料应用的最大...
