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fiber reinforcedcomposite by powder metallurgy
简介
用粉末冶金方法将纤维(或晶须)与基体材料复合而成的粉末冶金材料。作为强化组元的纤维可以是连续长纤维，也可以是短纤维;其排布可以是一维(单向)、二维或多维编织。组元选择的一般原则是：纤维的强度和模量应高于基体;纤维与基体间润湿但不产生明显的互溶或化学反应，即应该是化学相容的;热膨胀系数应该匹配。根据基体材料的不同，可分为聚合物基、金属基和陶瓷基纤维强化材料。粉末冶金工艺比较适于制造后两类复合材料。常用的方法有：冷压-烧结、热压、反应烧结、原位(insitu)反应等。
金属基纤维强化材料与聚合物基相比，发展得较晚。较成熟的体系有：硼纤维-铝(铝合金)、碳纤维-铝(铝合金)、硼纤维-钛(钛合金)、α-Al2O3纤维-镍合金等。此外，以铜、镁、金属间化合物等为基的纤维强化材料，难熔金属纤维强化材料，也进行了许多研究工作。金属基纤维强化材料主要用于涡轮发动机风扇叶片、螺旋桨翼梁、空心抗压板、飞机蒙皮、汽车活塞等。几种硼纤维强化铝合金的典型性能列于表。
几种硼纤维强化铝合金的典型性能
| 体系：纤维/基体 | 轴向抗拉强度/MPa | 横向抗拉强度/MPa |
|
50%Borsic①/50%6061 Al 40%Borsic/30%(Ti6Al4V)+30%6061Al 45%Borsic/17%(Ti6Al4V)+38%6061Al 44%Borsic/21%βⅢTi+35%6061Al |
1180 1070 1180 1160 |
140 460 240 380 |
①50%为体积百分数，以下同;Borsic为SiC涂层的硼纤维。
陶瓷基纤维强化材料发展得更晚。除部分产品在高技术和军工上得到应用外，尚处在研究、发展之中。但预料，在解决高温结构材料方面是很有前途的一类材料。比较成熟的体系有：碳纤维强化硅硼玻璃、锂铝硅或镁铝硅玻璃(陶瓷);碳化硅纤维强化锂铝硅或镁铝硅玻璃(陶瓷);碳化硅纤维强化氮化硅;石英纤维强化氧化硅;碳化硅纤维强化碳化硅等。