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浅析金属基复合材料,我国航空航天和武器装备为其发展助力

浅析金属基复合材料,我国航空航天和武器装备为其发展助力

图片来源网络

金属基复合材料是以金属为基体,无机非金属的纤维、晶须、颗粒或纳米颗粒等为增强体,经过人工复合而成的新材料。据相关数据显示,2016年全球金属基复合材料市场的价值为4.65亿美元,预计到2021年将达6.191亿美元,复合年增长率为6.1%。

国外进展:技术成熟,优势企业众多

1963年NASA利用液相浸渗的方法制备出10%钨丝增强铜复合材料,通常将该成果作为金属基复合材料研究的标志性起点。目前,国外发达国家已经将金属基复合材料成功应用于航空航天、汽车、电子封装以及娱乐产品等市场。国外金属基复合材料领域优势企业包括:美国DWA Aluminum Composites、德国Deutsche Edelstahlwerke、英国GKN以及比利时Magotteaux公司等。

国内进展:已形成金属基复合材料新技术产业链

我国已形成若干金属基复合材料新技术产业链,尤其是在电子封装复合材料领域发展迅速。国内金属基复合材料的公司包括:哈尔滨翔科新材料有限公司、西安法迪复合材料有限公司以及湖南浩威特科技发展有限公司等。

此外,金属基复合材料国家重点实验室以其专利为核心,形成了以铝、钛基复合材料为主的研发和材料供给基地;大型高强高模金属基复合材料、SiC/Al、B4C/Al、金刚石/Al、碳纳米/Al、TiC+TiB/Ti等复合材料。

发展趋势及建议

在航空航天、武器装备等尖端产业的推动下,金属基复合材料在制备和应用方面都有了较大地发展。但在民用工业领域,金属基复合材料的研究进展相对缓慢,应用领域也不够广泛。因此,金属基复合材料要进一步发展,扩大应用,国家新材料产业发展战略咨询委员会天津研究院(公众号:前沿材料)建议需重点关注以下几个方面:

1.重点研发金属基复合材料新工艺,降低生产成本

高昂的生产成本是制约金属基复合材料在民用领域规模化应用的重要原因。因此,研发人员需重点开发低成本的新工艺,提高金属基复合材料的综合竞争力。

2.优化增强体与基体之间的界面结构与相容性

增强体与基体之间的润湿性将直接影响两者的结合强度以及增强体在基体内的分布是否均匀。因此,在低成本制备工艺的条件下,优化增强体与基体之间的润湿性是推动金属基复合材料进一步发展的关键。

3.控制工艺温度,减少基体与增强体之间的界面反应

在高温下,增强体与基体之间会发生不同程度的界面反应。而界面反应产生的脆性层会严重影响零部件的综合性能,甚至低于基体的性能。

摘自国家新材料产业发展战略咨询委员会蓝皮书,公众号前沿材料首发,转载请注明出处!

原创文章,作者:前沿材料,如若转载,请注明出处:http://www.zgsmx.cn/10664.html

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