航空航天等领域的飞速发展对材料综合性能的要求日益严苛,金属基复合材料特有的材料可设计性使其可以兼具高强、高韧、耐磨、耐腐蚀等优点,在相关领域展现出广阔的应用前景,其发展水平已成为衡量一个国家材料科技水平的重要标志之一。本书从材料分类、性能、制备方法、典型材料和应用情况五个方面系统介绍了铝基、钛基、高温合金、镁基等金属基复合材料在航空航天领域的发展现状,建立了完整的航空航天用先进金属基复合材料内容体系。
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国家重点研发计划项目极端服役条件用轻质耐高温部件高通量评价与优化设计,编号2021YFB3700009,首席科学家
目录
前言
第1章 绪论1
1.1 基本概念1
1.1.1 复合材料1
1.1.2 金属基复合材料2
1.2 金属基复合材料发展历史6
1.2.1 国外发展历史6
1.2.2 国内发展历史8
1.3 分类11
1.3.1 按基体类型分类11
1.3.2 按增强体类型分类17
1.3.3 按材料结构分类25
1.3.4 按材料应用分类29
1.4 航空航天用金属基复合材料30
1.4.1 服役环境30
1.4.2 特点32
1.4.3 选择与应用32
参考文献34
第2章 航空航天用铝基复合材料38
2.1 常见分类38
2.1.1 纤维增强铝基复合材料39
2.1.2 颗粒增强铝基复合材料41
2.1.3 微纳米混合增强铝基复合材料44
2.1.4 晶须增强铝基复合材料45
2.1.5 新型铝基复合材料47
2.2 性能50
2.2.1 物理性能50
2.2.2 化学性能52
2.2.3 力学性能54
2.2.4 耐磨性60
2.3 制备方法61
2.3.1 搅拌铸造法61
2.3.2 液体浸渗法64
2.3.3 粉末冶金法66
2.3.4 其他方法68
2.4 典型材料72
2.4.1 Bf/Al复合材料72
2.4.2 Cf/Al复合材料73
2.4.3 SiCf/Al复合材料74
2.4.4 Al2O3f/Al复合材料77
2.4.5 SiCp/Al复合材料78
2.4.6 Al2O3p/Al复合材料80
2.4.7 SiCw/Al复合材料83
2.5 应用情况84
2.5.1 铝基复合材料在航空领域的应用85
2.5.2 铝基复合材料在航天领域的应用88
2.5.3 新型铝基复合材料的发展及应用展望89
参考文献90
第3章 航空航天用钛基复合材料96
3.1 常见分类96
3.1.1 连续纤维增强钛基复合材料96
3.1.2 非连续增强钛基复合材料98
3.2 性能100
3.2.1 物化性能101
3.2.2 力学性能102
3.2.3 耐磨性109
3.3 制备方法111
3.3.1 液态成形111
3.3.2 固态成形116
3.4 典型材料121
3.4.1 SiCf/Ti复合材料121
3.4.2 Cf/Ti复合材料125
3.4.3 TiCp/Ti复合材料127
3.4.4 TiBw/Ti复合材料128
3.5 应用情况130
3.5.1 航空发动机131
3.5.2 起落架132
3.5.3 其他133
参考文献135
第4章 航空航天用高温合金复合材料141
4.1 常见分类141
4.1.1 氧化物弥散强化镍基复合材料142
4.1.2 氧化物弥散强化铁基复合材料144
4.1.3 氧化物弥散强化钴基复合材料146
4.1.4 新型高温合金复合材料147
4.2 性能150
4.2.1 物理性能150
4.2.2 化学性能152
4.2.3 力学性能155
4.2.4 耐磨性158
4.3 粉末冶金制备方法160
4.3.1 复合粉末制备160
4.3.2 粉末致密化成形164
4.3.3 热机械处理170
4.4 典型材料172
4.4.1 Al2O3p/Fe复合材料172
4.4.2 Y2O3p/Ni复合材料174
4.4.3 Y2O3p/Fe复合材料178
4.5 应用情况180
4.5.1 航空发动机181
4.5.2 其他领域183
参考文献184
第5章 航空航天用镁基复合材料187
5.1 常见分类187
5.1.1 颗粒增强镁基复合材料188
5.1.2 纤维增强镁基复合材料190
5.1.3 新型镁基复合材料192
5.2 性能194
5.2.1 物理性能194
5.2.2 化学性能195
5.2.3 力学性能196
5.2.4 耐磨性199
5.3 制备方法201
5.3.1 熔铸法201
5.3.2 粉末冶金法204
5.3.3 喷射沉积法205
5.3.4 其他方法206
5.4 典型材料208
5.4.1 SiCp/Mg复合材料208
5.4.2 B4Cp/Mg复合材料215
5.4.3 Cf/Mg复合材料220
5.5 应用情况223
5.5.1 航空航天领域代表性应用224
5.5.2 航空航天领域潜在应用225
参考文献227
第6章 航空航天用其他金属基复合材料230
6.1 航空航天用金属间化合物复合材料230
6.1.1 概述230
6.1.2 常见分类231
6.1.3 性能235
6.1.4 发展方向237
6.2 航空航天用难熔合金复合材料238
6.2.1 概述238
6.2.2 常见分类239
6.2.3 性能247
6.2.4 应用前景256
6.3 航空航天用高熵合金复合材料260
6.3.1 概述260
6.3.2 常见分类261
6.3.3 性能268
6.3.4 应用前景276
6.4 航空航天用非晶合金复合材料278
6.4.1 概述278
6.4.2 常见分类280
6.4.3 性能287
6.4.4 应用前景299
参考文献303