金属基复合材料由多种陶瓷、碳纤维、晶须和微粒材料

金属基复合材料由多种陶瓷、碳纤维、晶须和微粒材料

金属基复合材料
    金属基复合材料包括由多种陶瓷、碳纤维、晶须和微粒增强的金属材料。有很大范围的材料属于这一类。一个重要的例子是钴包围碳化钨的材料，这种材料广泛用于切割工具和模具。这种复合材料通常指金属陶瓷、硬质合金和简单(不很精确)的碳化钨，这种复合材料比单纯的碳化钨具有较好的断裂韧度，碳化钨是一种脆性陶瓷材料。另外一种有趣的金属基复合材料是一种重要的电路开关接触垫片材料。这种复合材料是由碳化钨增强的银。在这里，复合材料比单纯的银能提供好的导电性能、较大的硬度和耐磨性，单纯的银太软而不能作为这方面的应用。由碳化钛微粒增强的铁合金已经应用很多年了，主要应用在大型航空航天业和工业生产方面，包括铸件、发动机阀、飞机燃料泵。与单纯的基础金属相比，它们能提供更好的耐磨性、较高的硬度和低密度。
金属基复合材料的最重要应用是在电子封装和热管理方面的应用。例如，由碳化硅增强的铝，在电子工业常称为AI／SiC，目前正在应用于生产大容量产品部件，如微处理器盖子和电动车的电源零件，如丰田汽车。应用于封装的其他金属基复合材料是碳纤维增强的铝和铜、氧化铍粒子增强铍和硅／铝，在这里，优点是高硬度、高热导率和低密度与热膨胀系数，两种传统的封装材料是铜／钨和铜／钼，它们也可以认为是金属基复合材料，这些复合材料的热膨胀系数可以通过控制两种组合的比例来确定，但主要缺点是两者都有较高的密度。    单金属合金属于应用很广泛的结构材料。用连续纤维、不连续纤维、晶须和粒子来增强它们，便可以得到性能提高和性质改善的新材料，例如高强度、高硬度、较好的耐磨性、低热膨胀系数等。在某些情况下，性能的改进是呈几何级数的。    增加连续性纤维可以在强度和模量方面得到最大的改进至于聚合物基复合材料，基体和界面的性质决定了横向性能，后者多少与相界面区域有关，因为基体是在它们自己的结构材料之中，横向强度经常很大，以满足在某些结构器件中应用金属基复合材料，但是在聚合物基复合材料中这是不可能的，例如，硼纤维增强铝支杆应用于太空轨道舱。    连续纤维增强的很多金属基复合材料的最大优点是性能超过聚合物基复合材料，可能是由于非取向的金属基复合材料具有较大的横向强度，这样，它们可以在非取向构型中得到应用，总的来说，复合材料的轴向模量和强度比单纯的基体金属大得多。然而，金属基复合材料的横向强度通常比母体金属材料低一些。