11、铝/镁合金基混杂金属基复合材料的稳健比较

铝/镁合金基混杂金属基复合材料的稳健比较

1. 引言

在现代社会，对先进工程材料的需求巨大，这些材料需具备多功能特性，如轻质、经济且环保，以满足汽车、航空电子、生物医学、土木建筑、电子、体育等众多行业的应用需求。为了实现这一目标，传统金属合金逐渐被金属基复合材料（MMCs）所取代，MMCs凭借其出色的材料性能，成为各类制造业的优质选择。

铝/镁基金属合金因其低密度和高的强度 - 重量比，被广泛用作MMCs的基体材料，是轻量化应用的极具潜力的替代品。常见的铝基合金如6061和7075，镁基合金如AZ91D，它们的成分中不同元素赋予了材料不同的特性，为混杂金属基复合材料（HMMCs）的制备提供了良好基础。

MMCs可与陶瓷等材料进行增强，以改善其机械和摩擦学性能。铝基MMCs相较于纯合金，具有更高的刚度和机械阻尼；镁基MMCs虽具有吸引人的机械性能，但镁在高温下具有高反应活性，可通过表面涂层或维持惰性气氛来控制氧化现象。不过，铝/镁基合金的熔点较低（约650°C - 660°C），通常不建议在180°C以上长期使用。

MMCs的加工路线可分为固态（粉末冶金，如火花等离子烧结、真空/气体烧结、微波烧结）、液态（渗透法、搅拌铸造、真空压铸）和第三态（复合铸造、流变铸造、原位铸造）。其中，搅拌铸造或涡流技术被认为是最简单、经济且适合大规模生产的方法。部分研究表明，增强搅拌铸造法在轻量化应用中具备大规模生产的能力。

加工Al/Mg MMCs时，材料性能会受到多种工艺参数的影响，如浇注温度、增强体预热温度、搅拌速度、保压时间、增强体重量百分比、增强体颗粒尺寸、搅拌器尺寸和位置等，同时添加除气剂、润湿剂等添加剂也有助于提升HMMCs的性能。增强体的类型对混