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分析鋁基復合材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展論文
一、鋁基復合材料的研究現(xiàn)狀
(一)鋁基復合材料的概述
鋁基復合材料是具有很大實用性的一種復合材料。纖維增強鋁基復合材料和顆粒增強鋁基復合材料是根據(jù)增強體的不同而區(qū)別開的兩種鋁基復合材料。其增強相的形態(tài)通常為長纖維、短纖維、晶須以及顆粒四種。除了長纖維之外的另外三種增強相所組成的復合材料為非連續(xù)增強鋁基復合材料;長纖維增強的鋁基復合材料的優(yōu)越性體現(xiàn)在纖維長度性能上。碳化硅鋁基復合材料中最常見的增強相，強度、硬度與模量都非常高，所以關(guān)于耐磨和承載等結(jié)構(gòu)件中可以采用碳化硅鋁基復合材料。除此之外，還有具備特殊性能的增強相，例如金剛石，其導熱效果非常顯著，可應用于需要高導熱的鋁基復合材料。
(二)鋁基復合材料的主要性能簡介
1. 耐磨性。
鋁基復合材料的耐磨性是非常好的，這也是它最突出的性能之一。在諸多研究中發(fā)現(xiàn)復合材料的摩擦系數(shù)與顆粒的體積分數(shù)息息相關(guān)，這是王寶順等人針對磨損性能研究的結(jié)論，除此之外，還可以從結(jié)果顯示中發(fā)現(xiàn)其顆粒的尺寸大小與鋁基復合材料的摩擦系數(shù)僅僅有很小的影響。
2. 塑性與模量和強度性能之間的聯(lián)系。
鋁基復合材料的塑性與增強體是否加入以及模量與強度的提升或降低有關(guān)，如果在加入增強體，模量和強度都提高的情況下，鋁基復合材料的塑性就會降低。也就是說其塑性的高低與強度與模量呈反比趨勢。得出規(guī)律性結(jié)論之后，就可以將金屬的優(yōu)化通過增強體與其他性能的改變來加工改造成產(chǎn)品所需要的高性能材料。
3. 疲勞與斷裂韌性。
鋁基復合材料的疲勞強度比較高，而斷裂韌性卻不是很好。增強物的特性、分布以及狀態(tài)都有可能影響鋁基復合材料的疲勞強度和斷裂韌性。其中，斷裂韌性與界面結(jié)合的狀態(tài)緊密相連，界面結(jié)合狀態(tài)越好，斷裂韌性也隨之增強。鋁基復合材料的疲勞與斷裂韌性也是在實際應用中需要考量的兩大性能。
(三)鋁基復合材料的制備
采用連續(xù)性纖維增強的復合材料和顆粒增強的復合材料是鋁基復合材料主要研究的兩個模塊。
長纖維增強鋁基復合材料的制備：
1. 鋁/ 碳化硅復合材料。
針對鋁/ 碳化硅復合材料的加工方法有很多種，而且其內(nèi)在的技術(shù)含量與效果各有千秋。下面簡單地介紹幾種加工方法。
首先就拿超聲加工方法來說，其實是利用超聲振動，也就是通過振幅來使工件上的工具在靜壓力的作用下進行振動，其振動的頻率與變幅桿放大的振幅所產(chǎn)生的頻率相一致。超聲加工法就是使工件受到連續(xù)不斷的擊打，最終變成微粒狀，因為只有成為這種狀態(tài)才會便于懸浮液將其帶進工件，并從而制作成跟工具一模一樣的形狀。
再者就是銑磨加工技術(shù)，這種加工方法主要采用切削加工，但由于實際操作表明這種加工方法不盡人意，會導致成品表面出現(xiàn)瑕疵，所以不斷研究努力下，一種新型的升級版加工方法誕生——顆粒增強碳化硅鋁基復合材料的銑磨加工方法。同樣采用切削加工，只不過是實行多刃切削來對工件進行加工，這種加工技術(shù)，在保證質(zhì)量的前提下，又可以利用數(shù)控機床提升工作效率，是認可度非常高的一項技術(shù)。
最后介紹一個激光加工法，此技術(shù)受到國內(nèi)外研究學者的萬千寵愛，紛紛從打孔、切割、劃線以及型腔加工等諸多方面進行深入研究，諸多實踐證明利用激光加工法的重復走刀切割技術(shù)，具有高速和高質(zhì)量的特點。
2. 顆粒增強鋁基復合材料。
目前顆粒增強鋁基復合材料的應用范圍越來越廣，其制造方法和程序相對容易一些，其性能也具有一定的優(yōu)越性。氧化鋁和碳化硅是主要用于加工顆粒增強鋁基復合材料的顆粒。
其中氧化鋁顆粒增強鋁基復合材料是利用水熱法對已經(jīng)顆粒化的晶須加工獲得，步驟簡單，材料簡易。
另外的碳化硅顆粒增強鋁基復合材料是應用最為廣泛的鋁基復合材料。其具有良好的導熱性能，尺寸相對穩(wěn)定，具有較高的比剛度與比強度，而且非常耐疲勞和耐磨，是一種優(yōu)點極多的材料。但是美中不足的是由于切削加工的性能無法達到正常標準要求，所以還是讓其實際應用受到了一定的限制。
二、鋁基復合材料的發(fā)展前景
在制備工藝逐漸完善的基礎(chǔ)上，鋁基復合材料的未來發(fā)展前景是十分可觀的。雖然目前復合材料的利用率已經(jīng)很高了，大眾對于鋁基復合材料也頗為接受，但是要想使市場需求不斷慢慢擴大，不被新興材料所代替，就必須要做到與時俱進，努力提高科學技術(shù)水平，不要半途而廢，停止創(chuàng)新研發(fā)的腳步，我們務(wù)必繼續(xù)探索復合材料的結(jié)合性能，以產(chǎn)品需求為主體進行設(shè)計加工，我相信在鋁基復合材料的基礎(chǔ)上會創(chuàng)造出不同類型的，適用于不同領(lǐng)域的新型鋁基復合材料。
三、結(jié)論
如今我國科技水平在不斷進步發(fā)展，生產(chǎn)力也在不斷完善，在良好的基礎(chǔ)之上，開發(fā)新材料是一種創(chuàng)新的舉措。復合材料的應用開啟了新材料開發(fā)的大門，鋁基復合材料是開發(fā)成功的見證，所以將創(chuàng)新精神繼續(xù)傳承是我們的責任。只要堅持與時俱進，不斷創(chuàng)新，就將會迎來廣闊的未來。
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