51、铝基复合材料的制备、性能与应用分析

铝基复合材料的制备、性能与应用分析

1. 复合材料概述

复合材料通常基于基体成分和增强形式分为两个层次。基于基体，金属基体由基体（如铝、钛、镁、铜）和分散的陶瓷（氧化物、非氧化物）或金属（铅、钨和钼）相组成。基于增强形式，如颗粒复合材料，纤维增强材料由连续或不连续纤维形式的分散相增强的基体组成。铝金属基复合材料可以用各种氧化物、硼化物、碳化物进行增强。通过仔细控制添加量、增强体的分散以及加工技术，可以提高铝金属基复合材料（AMC）的强度。金属基复合材料（MMC）有多种制造工艺，如粉末冶金、搅拌铸造和气相沉积等，其中搅拌铸造技术因其低成本的加工特点而被广泛接受。

2. 材料选择

• Al - 6061铝合金 ：具有众多工程应用，包括运输和建筑领域，在这些领域需要良好的机械和热性能，如极限抗拉强度（UTS）、耐磨性、导电性等。它主要适用于汽车工业，因其具有高耐腐蚀性。Al - 6061是一种沉淀硬化铝合金，含有硅和镁作为主要合金元素，最初被称为“合金61S”，于1935年开发。其物理、机械和热性能如下表所示：
  | 性能类型 | 属性 | 数值 |
  | — | — | — |
  | 物理性能 | 密度 | 2.700 gm/cm³ |
  | 机械性能 | 弹性模量（E） | 68.9 GPa |
  | 机械性能 | 极限抗拉强度（UTS） | 124 - 290 MPa |
  | 机械性能 | 伸长率 | 12 - 25% |
  | 机械性能 | 泊松比 | 0.33 |
  | 热性能 | 熔点 | 585 °C |
  | 热性能 | 热导率 | 2.23 ×