金屬基復(fù)合材料主要優(yōu)點和金屬基復(fù)合材料市場應(yīng)用前景

金屬基復(fù)合材料的早期研究大多涉及鋁基合金材料。最近,矩陣基于鈦合金、鈦鋁金屬間化合物金屬研究發(fā)展。金屬基復(fù)合材料使用的增強材料有多種類型和形態(tài)，主要是高熔點陶瓷，如SiC或Al2O3，它們以不連續(xù)的晶須、顆?；蜻B續(xù)纖維的形式存在。

金屬基復(fù)合材料與整體合金相比，金屬基復(fù)合材料的主要優(yōu)點是其較高的強度、彈性模量和抗疲勞裂紋的能力，而代價是較低的韌性。研究的主要重點是提高不連續(xù)增強復(fù)合材料的延性和韌性，以及在不損失強度的情況下提高連續(xù)增強復(fù)合材料的韌性。不幸的是，生產(chǎn)mmc的成本很高。在具有連續(xù)強化的微型機中，關(guān)鍵問題包括成本、加工和有用形狀的可生產(chǎn)性。

金屬基復(fù)合材料連續(xù)增強的mcs以溢價提供最大的強度和剛度。先進飛機的起落架可以使用連續(xù)增強的mcs來減輕重量和增加環(huán)境阻力。其他候選應(yīng)用包括超音速飛機外殼和需要高溫強度的發(fā)動機結(jié)構(gòu)。不連續(xù)增強的金屬復(fù)合材料，包括晶須或顆粒，提供了更高的強度和剛度，但比未增強的金屬成本更高。他們可以在輕載、剛度關(guān)鍵的機身部件中找到應(yīng)用，在這些部件中，增強的疲勞或抗斷裂能力并不是必需的。例如慣性制導(dǎo)系統(tǒng)、舵、逃生艙口和飛機液壓系統(tǒng)。

金屬基復(fù)合材料具有連續(xù)增強的mcs在纖維基體相容性、纖維成本、纖維尺寸和纖維涂層技術(shù)方面存在問題。與固結(jié)技術(shù)相關(guān)的是生產(chǎn)和制造成本，包括加工后的成型、成形和加工，以及設(shè)計性能的建立。晶須和顆粒微芯片需要專門設(shè)計的模具進行初級加工。實現(xiàn)顆粒的均勻分散和生產(chǎn)控制或減少晶須或顆粒大小是困難的，加工成本高。

金屬基復(fù)合材料使用微型機的主要障礙是它們的高成本。其他障礙包括機械性能測量缺乏標準化和加工困難。過程開發(fā)和標準化對于連續(xù)和不連續(xù)的mmc都是必需的。其他約束包括低斷裂韌性和較差的橫向力學(xué)性能。由于這些限制適合小眾應(yīng)用，但不是主要使用在下一代商業(yè)運輸飛機。最有可能在商用飛機上首先應(yīng)用的是發(fā)動機;然而，發(fā)動機的應(yīng)用不在本研究的范圍之內(nèi)。