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增强体表面改性在高导热金属基复合材料中的应用
1
作者 蔡志勇 文璟 +1 位作者 王日初 彭超群 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第2期237-255,共19页
随着电子技术的高速发展和电子器件的更新换代,电子封装材料的性能需求越来越高。金属基复合材料,尤其是铝基和铜基复合材料具有高导热、低膨胀、高稳定性等特点,是具有广阔应用前景的电子封装材料。然而,金刚石、石墨烯、硅等增强体与... 随着电子技术的高速发展和电子器件的更新换代,电子封装材料的性能需求越来越高。金属基复合材料,尤其是铝基和铜基复合材料具有高导热、低膨胀、高稳定性等特点,是具有广阔应用前景的电子封装材料。然而,金刚石、石墨烯、硅等增强体与基体的润湿性差,或者在高温下与基体发生有害的界面反应,限制了此类高导热金属基复合材料的开发和应用。本文简述了金属基复合材料的界面研究进展,结合影响金属基复合材料界面结合的因素,提出了几种改善界面结合的方法。增强体表面改性是改善金属基复合材料界面的重要途径之一,常用工艺有磁控溅射法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、化学镀法等;最后,对增强体表面改性在高热导金属基复合材料中的应用进行分析和展望。 展开更多
关键词 电子封装材料 金属基复合材料 铝基复合材料 铜基复合材料 增强体 界面反应 表面改性
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芯片用金刚石增强金属基复合材料研究进展
2
作者 杜小东 何佳雯 +4 位作者 陈威 王长瑞 田威 廖文和 何晓璇 《电子机械工程》 2024年第1期1-12,共12页
随着电子设备集成化程度越来越高,对高导热封装材料的需求也越来越大,金刚石增强金属基复合材料凭借其高导热性能成为研究焦点。然而,由于金刚石颗粒与金属基体之间的不润湿特性,具有高导热性的金刚石增强金属基复合材料难以制备。文中... 随着电子设备集成化程度越来越高,对高导热封装材料的需求也越来越大,金刚石增强金属基复合材料凭借其高导热性能成为研究焦点。然而,由于金刚石颗粒与金属基体之间的不润湿特性,具有高导热性的金刚石增强金属基复合材料难以制备。文中综述了金刚石增强金属基复合材料的研究进展,包括界面改性、工艺参数优化和复合材料制备方法,并指出了金刚石增强金属基复合材料目前存在的问题和今后的研究方向。 展开更多
关键词 金刚石增强金属基复合材料 热导率 表面处理 界面结合 烧结温度
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MAX相陶瓷增强金属基复合材料:制备、性能与仿生设计
3
作者 刘艳艳 谢曦 +1 位作者 刘增乾 张哲峰 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期145-152,共8页
由于原子间存在共价键、金属键与离子键的混合键合状态,MAX相陶瓷兼具金属和陶瓷材料的性能特点,并且常与金属之间表现出良好的润湿性,有助于形成强界面结合,独特的层状原子结构使MAX相陶瓷表现出良好的断裂韧性、阻尼与自润滑性能。因... 由于原子间存在共价键、金属键与离子键的混合键合状态,MAX相陶瓷兼具金属和陶瓷材料的性能特点,并且常与金属之间表现出良好的润湿性,有助于形成强界面结合,独特的层状原子结构使MAX相陶瓷表现出良好的断裂韧性、阻尼与自润滑性能。因此,作为金属基复合材料的增强相,MAX相陶瓷具有显著优势,本文着重介绍相关研究进展。目前,MAX相陶瓷增强金属基复合材料主要通过搅拌铸造、粉末冶金和熔体浸渗等途径制备,得到的复合材料表现出优于金属基体的强度、硬度与模量,同时还具备良好的耐磨、导电、抗电弧侵蚀等性能。此外,借助真空抽滤、冰模板等工艺可实现超细片状MAX相陶瓷粉体的择优定向排列,然后利用金属熔体浸渗多孔陶瓷骨架,可获得具有类贝壳结构的MAX相陶瓷增强金属基仿生复合材料,进一步提升材料的强韧性能。MAX相陶瓷增强金属基复合材料在承载、电接触等应用领域具有显著优势和广阔前景。 展开更多
关键词 MAX相陶瓷 金属基复合材料 仿生设计 力学性能 熔体浸渗 专题评述
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石墨烯增强金属基复合材料界面研究进展
4
作者 杨昌一 吴舒凡 +1 位作者 肖文龙 马朝利 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期195-211,229,共18页
金属基复合材料是由高强度增强相与金属基体组成,因具备优良的综合性能,在各领域内展现出广阔的应用潜力。与常规增强相不同,石墨烯是一种由碳原子以sp^(2)杂化轨道组成六角呈蜂巢状晶格的二维碳纳米材料,因其独特的结构而具有优异的电... 金属基复合材料是由高强度增强相与金属基体组成,因具备优良的综合性能,在各领域内展现出广阔的应用潜力。与常规增强相不同,石墨烯是一种由碳原子以sp^(2)杂化轨道组成六角呈蜂巢状晶格的二维碳纳米材料,因其独特的结构而具有优异的电学、力学、热学和光学等特性。石墨烯增强金属基复合材料已经成为先进复合材料领域的研究热点,而对于金属基复合材料,其综合性能与界面的结构和性质关联密切。从近年来石墨烯增强金属基复合材料界面微观组织及理论研究出发,对常见石墨烯增强金属基复合材料体系的界面结构及力学性能进行总结,同时总结计算机模拟手段在分析界面结构、界面结合强度以及界面微观断裂机制等方面的进展,为设计和优化金属基复合材料界面提供理论依据。 展开更多
关键词 石墨烯 金属基复合材料 界面性质 界面反应 计算机模拟
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微结构和添加剂改善金属基复合材料摩擦进展
5
作者 唐俊 林海波 +1 位作者 熊邦英 杨慷 《四川轻化工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期9-19,共11页
金属基复合材料具有低密度、高强度、耐腐蚀及耐高温等优点,被广泛应用于航空航天、建筑和汽车等相关领域。但是,其韧性低、脆性大以及抗摩擦磨损性能差等缺陷是目前制约金属基复合材料进一步发展与应用的重要因素。研究证实,对金属基... 金属基复合材料具有低密度、高强度、耐腐蚀及耐高温等优点,被广泛应用于航空航天、建筑和汽车等相关领域。但是,其韧性低、脆性大以及抗摩擦磨损性能差等缺陷是目前制约金属基复合材料进一步发展与应用的重要因素。研究证实,对金属基复合材料进行表面设计并制备微结构、加入特定固体润滑剂可以提升其减摩抗磨性能。表面微结构和固体润滑剂对金属基复合材料摩擦学性能的影响受到了广泛关注。仿生界面技术在微结构设计中得到了广泛的应用,材料表面加工技术也得到了迅猛发展;润滑剂可以显著改善材料的摩擦磨损性能,不同维度的润滑剂具有不同的优缺点;固体润滑剂和表面微结构协同作用改善金属基复合材料摩擦学性能的研究也得到了广大研究者的高度重视,这些成果为未来致力于提升金属基复合材料抗摩擦磨损性能的相关研究提供了启示。 展开更多
关键词 金属基复合材料 表面微结构 固体润滑剂 摩擦学性能 研究进展
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金属基复合材料的内源性效应 被引量：1
6
作者 李赞 张荻 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期605-613,共9页
复合化是实现金属材料高性能化、多功能化的有效途径。通过在金属基体中引入高性能增强相形成金属基复合材料,可显著提升基体本征性能,实现传统金属材料无法比拟的高比强度、高比刚度、低膨胀等优异力学与功能特性。然而,受限于其工程... 复合化是实现金属材料高性能化、多功能化的有效途径。通过在金属基体中引入高性能增强相形成金属基复合材料,可显著提升基体本征性能,实现传统金属材料无法比拟的高比强度、高比刚度、低膨胀等优异力学与功能特性。然而,受限于其工程化材料属性以及常规复合效应,金属基复合材料的进一步发展面临巨大挑战。突破传统复合性能上限需要发展复合新理念与新途径,在此提出“金属基复合材料的内源性效应”设计新原理,目的是通过复合组分之间的强相互影响,获得超越线性叠加的非常规复合效应。从金属基复合材料力学性能与功能特性2个方面出发,以典型研究结果为例综述了内源性复合实现金属基复合材料超优性能的基本途径及其关键作用,最后进行了总结与展望,为新型高性能金属基复合材料的设计和创制提供新思路。 展开更多
关键词 金属基复合材料 力学性能 功能特性 复合设计
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增材制造NbC增强金属基复合材料综合实验设计
7
作者 迟静 李敏 +1 位作者 李志超 吴杰 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第7期92-96,共5页
设计了增材制造NbC增强金属基复合材料(MMCs)的综合教学实验。采用等离子增材制造技术,制备了原位NbC增强MMCs,借助XRD、SEM、EDS等表征手段,探究了NbC的原位生成量与含量变化对MMCs组织细化、硬度和耐摩擦磨损性能的影响及其增强机理... 设计了增材制造NbC增强金属基复合材料(MMCs)的综合教学实验。采用等离子增材制造技术,制备了原位NbC增强MMCs,借助XRD、SEM、EDS等表征手段,探究了NbC的原位生成量与含量变化对MMCs组织细化、硬度和耐摩擦磨损性能的影响及其增强机理。将先进绿色制造技术的研究前沿引入实验教学,有助于培养学生的专业实验技能、科学研究素养和创新兴趣。 展开更多
关键词 综合教学实验 等离子束 金属基复合材料 NBC
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随机源对颗粒增强金属基复合材料力学性能影响的多尺度分析及实验验证
8
作者 锁永永 王翔 +3 位作者 王波 王全兆 倪丁瑞 贾普荣 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期157-164,共8页
20%(体积分数)SiC_(p)/2009Al复合材料的准静态拉伸实验结果表明,其失效应变等力学参数具有明显的分散性。采用多尺度有限元的方法研究了两类随机源对20%SiC_(p)/2009Al宏观力学性能的影响。通过对一系列含随机源的细观多颗粒代表体积... 20%(体积分数)SiC_(p)/2009Al复合材料的准静态拉伸实验结果表明,其失效应变等力学参数具有明显的分散性。采用多尺度有限元的方法研究了两类随机源对20%SiC_(p)/2009Al宏观力学性能的影响。通过对一系列含随机源的细观多颗粒代表体积单元模型进行准静态拉伸模拟,得到了材料失效应变和断裂能各自的随机分布特征及两者之间的相关性特征,然后结合宏观试样模型,实现了实际材料内不同区域材料性能随机性的表征。研究表明,宏观有限元结果与实验数据的吻合性较好,且由于考虑了随机源的影响,宏观有限元结果还能够很好地模拟失效应变等的分散性特征。 展开更多
关键词 颗粒增强金属基复合材料 随机源 材料随机性 多尺度有限元
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碳纤维增强金属基复合材料的研究进展
9
作者 征立志 周玉兰 +1 位作者 张云虎 郑红星 《上海金属》 CAS 2023年第4期1-9,共9页
从界面调控和制备方法两方面综述了碳纤维增强金属基复合材料的研究进展,前者包括碳纤维表面改性和金属基体合金化,后者除了粉末冶金、扩散粘结、搅拌铸造、挤压铸造、真空压力浸渗等传统方法外,还涉及增材制造技术在此领域的应用。基... 从界面调控和制备方法两方面综述了碳纤维增强金属基复合材料的研究进展,前者包括碳纤维表面改性和金属基体合金化,后者除了粉末冶金、扩散粘结、搅拌铸造、挤压铸造、真空压力浸渗等传统方法外,还涉及增材制造技术在此领域的应用。基于平面流动铸造法,笔者提出了采用流铸印刷法制备金属基复合材料的新技术,并介绍了一些试验结果。此外,还对碳纤维增强金属基复合材料的发展提出了建议。 展开更多
关键词 金属基复合材料 碳纤维增强体 增材制造 流铸印刷法
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金属基复合材料激光冲击高周疲劳行为及增寿机理 被引量：1
10
作者 曹子文 孙汝剑 +2 位作者 车志刚 吴俊峰 邹世坤 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期170-177,共8页
为提高金属基复合材料的高周疲劳性能,采用激光冲击强化表面改性处理SiC颗粒增强2009铝基复合材料(SiCp/2009Al)探究其三点弯曲高周疲劳寿命,揭示了激光冲击过程中的残余应力、显微硬度、表面形貌和微观组织等演变规律。结果表明,激光... 为提高金属基复合材料的高周疲劳性能,采用激光冲击强化表面改性处理SiC颗粒增强2009铝基复合材料(SiCp/2009Al)探究其三点弯曲高周疲劳寿命,揭示了激光冲击过程中的残余应力、显微硬度、表面形貌和微观组织等演变规律。结果表明,激光能量为10、20和30 J激光强化冲击后SiCp/2009Al的高周疲劳寿命分别明显提高了131%、259%和182%,其对应的表面残余应力分别为-127.3、-156.0和-168.3 MPa。激光冲击在SiCp/2009Al表面诱导了深度为30μm左右的变形凹坑,表层显微硬度由母材的160 HV提高到180 HV,并出现了大量高密度位错组织。金属基复合材料表层的残余压应力和显微硬度明显得到提高,获得了可观的疲劳寿命增益。 展开更多
关键词 激光冲击强化 金属基复合材料 高周疲劳 残余应力 微观组织
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界面热失配对金属基复合材料力学性能的影响
11
作者 侯雅男 杨昆明 +1 位作者 刘悦 范同祥 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期490-499,507,共11页
由于金属基体和增强相的热膨胀系数存在差异,金属基复合材料在制备降温过程中不可避免地产生热失配应力。研究表明,金属基复合材料热失配应力在近界面处以不同类型金属缺陷的形式进行释放,在远离界面处以热残余应力的形式保留。热失配... 由于金属基体和增强相的热膨胀系数存在差异,金属基复合材料在制备降温过程中不可避免地产生热失配应力。研究表明,金属基复合材料热失配应力在近界面处以不同类型金属缺陷的形式进行释放,在远离界面处以热残余应力的形式保留。热失配应力释放的缺陷类型、尺寸、密度以及热残余应力的存在均会显著影响金属基复合材料的力学性能。本文阐述了界面热失配缺陷和热残余应力的产生,详细分析了界面热失配对金属基复合材料力学性能的影响,为进一步实现金属基复合材料的界面结构设计和优化提供理论基础和科学依据。 展开更多
关键词 金属基复合材料 界面热失配 热失配缺陷 热残余应力 力学性能
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粉末冶金制备碳纳米管增强金属基复合材料:进展和挑战
12
作者 李沛勇 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第18期14-35,共22页
自20世纪90年代以来,碳纳米管增强金属基复合材料的研究备受关注,但尚未转化为商业应用。迄今,粉末冶金已成为制备该类金属基复合材料的主要工艺。结合碳纳米管表面涂层或原位自生碳纳米管,利用球磨、挤压、轧制或大塑性变形等工艺,可... 自20世纪90年代以来,碳纳米管增强金属基复合材料的研究备受关注,但尚未转化为商业应用。迄今,粉末冶金已成为制备该类金属基复合材料的主要工艺。结合碳纳米管表面涂层或原位自生碳纳米管,利用球磨、挤压、轧制或大塑性变形等工艺,可明显改善碳纳米管在基体中的分散和界面结合。目前已经可以制备0.5%~7.5%碳纳米管(体积分数)的高性能金属基复合材料。总结了碳纳米管增强金属基复合材料在制备工艺、组织和性能方面的研究进展,探讨了其潜在应用、挑战和未来方向。 展开更多
关键词 粉末冶金 碳纳米管(CNT) 金属基复合材料 制备工艺 分散 界面结合
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金属基复合材料的缺陷探伤研究
13
作者 李瑞莲 《山西冶金》 CAS 2023年第4期116-117,124,共3页
金属基复合材料组成成分与结构较为特殊,在生产制造过程中,材料内部容易出现各种缺陷,内部结构也容易出现不连续的微小断点,因此采用合适的无损检测手段能够较好地确保材料和产品的品质。基于此,分析铝基复合材料常见缺陷及原因,介绍常... 金属基复合材料组成成分与结构较为特殊,在生产制造过程中,材料内部容易出现各种缺陷,内部结构也容易出现不连续的微小断点,因此采用合适的无损检测手段能够较好地确保材料和产品的品质。基于此,分析铝基复合材料常见缺陷及原因,介绍常见的金属基复合材料无损检测方法,并以铝基复合材料为例,采用超声波无损检测法,研究其缺陷对对于铝基体复合材料性能产生的影响。 展开更多
关键词 金属基复合材料 无损检测 缺陷
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电子封装用金属基复合材料加工制造的研究进展
14
作者 盖晓晨 《金属加工（冷加工）》 2023年第7期16-19,共4页
在航空航天领域中,金属封装材料被广泛应用,对其加工制造工艺的研究具有重要的意义。近年来,金属基复合材料逐渐代替传统金属材料应用于新一代的航空航天电子封装领域中,对金属基复合材料的加工工艺进行优化,是满足新一代电子封装产品... 在航空航天领域中,金属封装材料被广泛应用,对其加工制造工艺的研究具有重要的意义。近年来,金属基复合材料逐渐代替传统金属材料应用于新一代的航空航天电子封装领域中,对金属基复合材料的加工工艺进行优化,是满足新一代电子封装产品需求的关键。对传统封装金属和金属基复合封装材料加工制造的研究及应用现状进行阐述,分析金属基复合封装材料的加工难点,并对该领域未来的发展进行展望。 展开更多
关键词 航空航天 金属基复合材料 电子封装 加工制造
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金属基复合材料在轨道交通装备的应用与挑战
15
作者 付康习 谭东 +1 位作者 戚玉凤 夏少华 《轨道交通材料》 2023年第5期34-38,共5页
文章以轨道交通装备升级换代为背景,对金属基复合材料在轨道交通的应用及发展进行了综述,总结了金属基复合材料的分类和市场现状,梳理了金属基复合材料的主要制备方法及应用概况,预测了未来金属基复合材料在轨道交通应用的发展趋势。针... 文章以轨道交通装备升级换代为背景,对金属基复合材料在轨道交通的应用及发展进行了综述,总结了金属基复合材料的分类和市场现状,梳理了金属基复合材料的主要制备方法及应用概况,预测了未来金属基复合材料在轨道交通应用的发展趋势。针对金属基复合材料目前应用所面临的阻力和挑战,提出了未来的发展方向,为轨道交通金属基复合材料的产业化和行业发展提供新的理念和思路。 展开更多
关键词 金属基复合材料 轨道交通 制备工艺
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金属基复合材料的发展与研究现状 被引量：18
16
作者 李凤平 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2004年第1期48-52,13,共6页
本文对金属基复合材料的分类、制造方法进行了综述 ,阐述了国内外研究现状 ,提出了在重金属基复合材料的研究中存在的问题 。
关键词 制造方法 搅拌法 熔体浸渗法 XD技术 喷射沉积技术 流变铸造法 粉末冶金法 纤维增强金属基复合材料 颗粒增强金属基复合材料 真空铸造法 加压凝固铸造法 压铸法 半固态复合铸造法 定向凝固 离心铸造法
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金属基复合材料的特点、应用以及复杂的力学问题
17
作者 张光宇 郭蕴纹 《广西轻工业》 2009年第5期23-24,共2页
纤维增强金属基复合材料本身具有强烈的结构特征,它是一种多相体(基体、增强相或增韧相、界面相等)材料,其性能和损伤破坏规律取决于其组分材料的性质,同时也取决于其细观结构特征。建立复合材料宏观性能同组分性能及其微观结构之间的... 纤维增强金属基复合材料本身具有强烈的结构特征,它是一种多相体(基体、增强相或增韧相、界面相等)材料,其性能和损伤破坏规律取决于其组分材料的性质,同时也取决于其细观结构特征。建立复合材料宏观性能同组分性能及其微观结构之间的定量关系,并揭示复合材料结构在一定工作条件下的响应规律和本质,能对复合材料的优化设计、性能评价、安全分析提供必要的理论依据和手段就显得尤为必要。 展开更多
关键词 金属基复合材料 损伤断裂机理 纤维增强金属基复合材料
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金属基复合材料的发展现状及展望 被引量：43
18
作者 郝斌 段先进 +2 位作者 崔华 杨滨 张济山 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期64-68,共5页
介绍了金属基复合材料的发展现状,重点介绍了几种制备金属基复合材料的方法,提出了一种新的制备方法—块体分散法,并指出了在制备技术中存在的主要问题及其对应问题的解决方法,最后展望了金属基复合材料的发展趋势。
关键词 金属基复合材料 展望 现状 制备方法 制备技术 发展趋势 分散法
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连续纤维增强金属基复合材料的研制进展及关键问题 被引量：40
19
作者 王涛 赵宇新 +4 位作者 付书红 张勇 曾维虎 韦家虎 李钊 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期87-96,共10页
介绍连续纤维增强金属基复合材料的种类及其在航空航天领域的应用情况,并对连续纤维增强金属基复合材料研制过程中的难点和热点问题进行归纳和总结,对关键技术问题提出相应的研究方法和思路。纤维与金属基体间的界面问题是其研究与应用... 介绍连续纤维增强金属基复合材料的种类及其在航空航天领域的应用情况,并对连续纤维增强金属基复合材料研制过程中的难点和热点问题进行归纳和总结,对关键技术问题提出相应的研究方法和思路。纤维与金属基体间的界面问题是其研究与应用的最主要问题,可以从纤维的表面改性、纤维与基体的相容性和润湿性、界面反应、界面强度等方面入手,结合各种复合材料制备工艺的特点,解决界面薄弱性问题;另外加强复合材料损伤机理的研究,建立其损伤评价体系,可以为其实际应用提供参考依据;先进的加工成型和连接技术,可以降低复合材料零件的制造成本,确保零件质量,是复合材料产业化应用的重要保证。 展开更多
关键词 纤维增强金属基复合材料 制备 进展 性能 应用
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金属基复合材料制备工艺的研究进展 被引量：37
20
作者 张发云 闫洪 +2 位作者 周天瑞 陈国香 揭小平 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期100-105,共6页
系统论述了金属基复合材料研究和发展的概况,简要介绍了金属基复合材料的常用金属基体、增强体,重点阐述了金属基复合材料常用的制备技术,即:搅拌铸造法、粉末冶金法、原位生成法等。另外,对金属基复合材料的润湿性、界面反应、复合材... 系统论述了金属基复合材料研究和发展的概况,简要介绍了金属基复合材料的常用金属基体、增强体,重点阐述了金属基复合材料常用的制备技术,即:搅拌铸造法、粉末冶金法、原位生成法等。另外,对金属基复合材料的润湿性、界面反应、复合材料力学性能和有限元模拟作了简单介绍。最后,对半固态成形技术应用于金属基复合材料中的成形加工发展方向做了展望。 展开更多
关键词 搅拌铸造 润湿性 界面反应 金属基复合材料
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