复合材料通常包含增强相和基体相。增强相的形状有一维的(纤维)、二维的(薄片)、三维的(颗粒)及多维的(四向、七向、十一向编织的碳/碳);基体相包括高聚物(通常是树脂)、金属和陶瓷三大固体材料。其中树脂基复合材料(如玻璃钢、碳纤/环氧、Kevlav纤/环氧等)发展最快,应用亦广。但由于它们不能在较高温度下长期工作,因此近年来致力于寻求金属基和陶瓷基复合材料。一般说来,长期在高于300~350℃条件下工作必须由高分子基过渡到金属基,长期在1C90℃以上工作,必须由金属基过渡到陶瓷基。例如,燃气轮机由于具有转速高、功率大、热效率高、经济性好等特点,故广泛用作高性能飞机、大型船舰、核电站等最主要的原动机。六十年代以来,又开始进行燃气轮机用于战车的研究。然而提高燃气轮机的热效率有赖于提高涡轮进口温度,用经典的工艺制得的超耐热合金叶片最高工作温度极限为1090℃,要承受更高的温度,只有采用新工艺制造出金属基和陶瓷基新型材料和复合材料。
金属基复合材料与树脂基复合材料相比,它具有耐高温、高强度、高模量、高韧性、横向机械性能好,层间剪切强度高等特点。此外,还具有耐磨损、导电、导热、不吸湿、不老化、尺寸稳定、再现性好等优点。根据增强相不同,金属基复合材料分以下四类:
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