金属基复合材料的应用及前景

附录：

题目：金属基复合材料的应用级展望

院（系）轻纺工程系

专业高分子材料加工技术

届别2012届

学号0919080102

姓名汪振峰

指导老师袁淑芳老师

黎明职业大学

2011年12月

金属基复合材料的应用及展望

汪振峰

（黎明大学，福建泉州，362000）

摘要:金属基复合材料是近几年来复合材料研究中的热点。本文综述了金属基复合材料的分类、性能特点、制备方法,总结了其主要进展及应用。

关键词:金属基复合材料；特点；应用

1、前言

随着近代高新技术的发展,对材料不断提出多方面的性能要求，推动着材料向高比强度、高比刚度、高比韧性、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等多方面发展。复合材料的出现在很大程度上解决了材料当前面临的问题，推进了材料的进展。

复合材料(Composite Materials)是为达到预期的使用特性将不同性质的两种或两种以上材料结合为一体而设计制造的新材料。金属基复合材料(MMCs即Metal matrix composites)是以金属、合金或金属间化合物为基体,含有增强成分的复合材料。其目标是解决航空、航天、电子、汽车、先进武器系统等高技术领域提高用材强度、弹性模量和减轻重量的需要,它在60年代末才有了较快的发展,是复合材料一个新的分支.目前尚远不如高聚物复合材料那样成熟,但由于金属基复合材料比高聚物基复合材料耐温性有所提高,同时具有弹性模量高、韧性与耐冲击性好、对温度改变的敏感性很小、较高的导电性和导热性以及无高分子复合材料常见的老化现象等特点,成为用于宇航、航空等尖端科技的理想结构材料。

金属基复合材料集高比模量、高比强度、良好的导热导电性、可控的热膨胀系数以及良好的高温性能于一体,成为当代发展迅速的重要先进材料之一。

2、金属基复合材料的分类

金属基复合材料是以金属为基体，以高强度的第二相为增强体而制得的复合材料。因此，对这种材料的分类既可按基体来进行、也可按增强体来进行。

2.1按基体分类：

2.1.1铝基复合材料

这是在金属基复合材料中应用得最广的一种。由于铝的基体为面心立方结构，因此具有良好的塑性和韧性，再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点，为其在工程上应用创造了有利的条件。

在制造铝基复合材料时，通常并不是使用纯铝而是用各种铝合金。这主要是由于与纯铝相比，铝合金具有更好的综合性能。至于选择何种铝合金做基体，则根据实际中对复合材料的性能需要来决定。

2.1.2镍基复合材料

这种复合材料是以镍及镍合金为基体制造的。由于镍的高温性能优良，因此这种复合材料主要是用于制造高温下工作的零部件。

人们研制镍基复合材料的一个重要目的，即是希望用它来制造燃汽轮机的叶片，从而进一步提高燃汽轮机的工作温度。

但目前由于制造工艺及可靠性等问题尚未解决，所以还未能取得满意的结果。

2.1.3钛基复合材料

钛比任何其它的结构材料具有更高的比强度。此外，钛在中温时比铝合金能更好地保持其强度。因此，对飞机结构来说，当速度从亚音速提高到超音速时，钛比铝合金显示出了更大的优越性。随着速度的进一步加快，还需要改变飞机的结构设计，采用更细长的机冀和其它冀型，为此需要高刚度的材料，而纤维增强钛恰可满足这种对材料刚度的要求。

2.1.4镁基复合材料

以陶瓷颗粒、纤维或晶须作为增强体，可制成镁基复合材料，集超轻、高比刚度、高比强度于一身，比铝基复合材料更轻，具有更高的比强度和比刚度，将是航空航天方面的优选材料。

2.2按增强体分类

2.2.1颗粒增强复合材料

这里的颗粒增强复合材料是指弥散的硬质增强相的体积超过20％的复合材料，而不包括那种弥散质点体积比很低的弥散强化金属。此外，颗粒增强复合材料的颗粒直径和颗粒间距很大，一般大于1μm。在这种复合材料中，增强相是主要的承载相，而基体的作用则在于传递载荷和便于加工。

虽然颗粒复合材料的强度通常取决于颗粒的直径、间距和体积比，但是基体性能也很重要。除此以外，这种材料的性能还对界面性能及颗粒排列的几何形状十分敏感。

2.2.2层状复合材料

这种复合材料是指在韧性和成型性较好的金属基体材料中，含有重复排列的高强度、高模量片层状增强物的复合材料。层状复合材料的强度和大尺寸增强物的性能比较接近，而与晶须或纤维类小尺寸增强物的性能差别较大。因为增强薄片在二维方向上的尺寸相当于结构件的大小，因此增强物中的缺陷可以成为长度和构件相同的裂纹的核心。

由于薄片增强的强度不如纤维增强相高，因此层状结构复合材料的强度受到了限制。然而，在增强平面的各个方向上，薄片增强物对强度和模量都有增强效果，这与纤维单向增强的复合材料相比具有明显的优越性。

2.2.3纤维增强复合材料

金属基复合材料中的纤维根据其长度的不同可分为长纤维、短纤维和晶须，它们均属于一维增强体。因此，由纤维增强的复合材料均表现出明显的各向异性特征。当韧性金属基体用高强度脆性纤维增强时，基体的屈服和塑性流动是复合材料性能的主要特征，但纤维对复合材料弹性模量的增强具有相当大的作用。

3、金属基复合材料的性能特点

金属基复合材料的性能取决于所选金属或合金基体和增强物的特性、含量、分布等.通过优化组合可以获得既具有金属特性，又具有高比强度、高比模量、耐热、耐磨等优良综合性能的复合材料金属基复合材料有以下性能特点。

3.1高比强度和高比模量

在金属基体中加入适量高比强度、高比模量、低密度的纤维、晶须、颗粒等增强物,

g的碳纤维的最高强度可达到

.1cm

85

/

能明显提高复合材料的比强度和比模量.密度只有3

7000MPa,比铝合金强度高出10倍以上,石墨纤维的最高模量可达91GPa。加入质量分数为30%～50%高性能纤维作为复合材料的主要承载体,复合材料的比强度、比模量成倍地高于基体合金或金属的比强度和比模量。

3.2导热和导电性能

金属基复合材料中金属基体一般占有60%以上的体积分数，因此仍保持金属所具有的良好导热和导电性。金属基复合材料采用高导热性的增强物可以进一步提高导热性能,使热导率比纯金属基体还高。良好的导热性可有效地传热散热，减少构件受热后产生的温度梯度。现已研究成功的超高模量石墨纤维、金刚石纤维、金刚石颗粒增强铝基和铜基复合材料的导热率比纯铝和钢还高,用它们制成的集成电路底板和封装件可有效迅速地把热量散去，提高集成电路的可靠性。良好的导电性可以防止飞行器构件产生静电聚集。

热膨胀系数小,,尺寸稳定性好

3.3热膨胀系数小

金属基复合材料中所用的增强物碳纤维、碳化硅纤维、晶须、颗粒、硼纤维等既具有很小的热膨胀系数，又具有很高的模量。加入相当含量的增强物不仅可以大幅度地提高材料的强度和模量,也可以使其热膨胀系数明显下降，并可通过调整增强物的含量获得不同的热膨胀系数，以满足各种工作情况的要求。

3.4良好的高温性能

金属基复合材料具有比金属基体更好的高温性能,特别是连续纤维增强金属。在复合材料中纤维起着主要承载作用，纤维强度在高温下基本不降，纤维增强金属的高温性能可保持到接近金属熔点。金属基复合材料被选用在发动机等高温零部件上，可大幅度地提高发动机的性能和效率。

3.5耐磨性好

金属基复合材料，尤其是陶瓷纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料具有很幻的耐磨性。在基体金属中加入了大量硬度高、耐磨、化学性能稳定的陶瓷增强物，特别是细小的陶瓷颗粒，不仅提高了材料的强度和刚度，也提高了复合材料的硬度和耐磨性。高耐磨的SiC/A1复合材料用于汽车发动机、刹车盘、活塞等重要零件，明显地提高零件的性能和寿命。

3.6良好的疲劳性能和断裂韧性

金属基复合材料的疲劳性能和断裂韧性取决于纤维等增强物与金属基体的界面结合状态、增强物在金属基体中的分布、金属和增强物本身的特性等,特别是界面状态，最佳的界面结合状态既可有效地传递载荷，又能阻止裂纹的扩展，提高材料的断裂韧性。

3.7不吸潮、不老化、气密性好金属基复合材料性质稳定,组织致密,不存在料化、分解、吸潮等问题，也不会发生性能的自然退化。

4、金属基复合材料的制备方法

金属基复合材料制备科学的研究与发展是决定其迅速发展和广泛应用的关键问题。研究开发有效而实用的制备方法一直是金属基复合材料的重要问题之一。常用的制备方法以下4种：扩散粘结法铸造法、叠层复合法和原位复合法。

4.1扩散粘结法

对于颗粒、晶须等增强体可采用成熟的粉末冶金法，即把增强体与金属粉末混合后冷压或热压烧结，也可以用热等静压的工艺；对于连续增强体则较复杂，需先将纤维进行表面涂层以改善它与金属的润湿性并起到阻碍与金属反应的作用，再浸入液态金属制成复合丝，然后再把复合丝排列并夹人金属薄片后热压烧结；对于难熔金属则用等离子喷涂法把金属喷射在纤维已排好的框架上制成复合片，再把这些片材层叠热压或热等静压成型。这类方法成本高，工艺及装备复杂，但制品质量好。

4.2铸造法

铸造法主要有熔体搅拌铸造法、液相浸渗法和共喷射沉积法等。用铸造法制备金属基复合材料工艺比较简单，制品质量也较好，所以受到普遍的关注。

4.2.1熔体搅拌铸造法

熔体搅拌铸造法是一种简单常用的方法，分液态和半固态搅拌法两种。液态搅拌法是将固态颗粒逐步混合于处在机械搅拌下的液态金属中；而半固态搅拌法是利用含有一定固相的半固态熔体在高速切应力作用下的流变行为使之粘度降低，颗粒逐步加入后，熔体中的固相可以起到阻止颗粒上浮和下沉的作用,这种方法也称复合铸造法(Compocast2ing)。这类方法的设备与工艺相对简单，同时可以制成铸锭,用常规二次加工方法制成工件或型

材，但是制件中容易形成气孔、夹杂、增强体分布不均匀等现象而影响质量。

4.2.2液相浸渗法

液相浸渗法中有挤压法(Squeezecasting)和真空一压力浸渗法（Vacum-pressure infiltration)。这两种方法均需要把增强体制成预制件(Preform)。挤压法将预制件放入模具预热后，将金属熔体倾入，同时压下压头，使其在压力下浸渗，熔体凝固后即可脱模。这种方法工艺简单，但预制件中的气体不易在凝固前排出而造成气孔与疏松，同时预制件也易发生变形和偏移。因此，在此基础上又发展了真空一压力浸渗法，即将预制件放入位于承压容器的模具内，先抽真空,排出预制件内的气体，再用气压把金属熔体由通道压入模具内，使之浸渗预制件，等其冷凝后取出。这种方法虽然需要专用设备，但是制件质量好。

4.3叠层复合法

这种方法是先将不同金属板用扩散结合方法复合，然后来用离子溅射或分子束外延方法交替地将不同金属或金属与陶瓷薄层叠合在一起构成金属基复合材料。这种复合材料性能很好，但工艺复杂难以实用化。目前这种材料的应用尚不广泛，过去主要少量应用或试用于航空、航天及其它军用设备上现在正努力向民用方向转移，特别是在汽车工业上有很好的发展前景。

4.4原位自生复合法

金属基复合材料的原位复合工艺基本上能克服其它工艺中常出现的一系列问题，如基体与增强体浸润不良、界面反应产生脆性、增强体分布不均匀、对微小的(亚微米和纳米级)增强体极难进行复合等，它作为一种具有突破性的新工艺方法而受到普遍的重视，其中包括直接氧化法、自蔓延法和原位共晶生长法等。

4.4.1直接氧化法

直接氧化法(DIMONTM)是由氧化性气体在一定工艺条件下使金属合金液直接氧化形成复合材料。通常直接氧化法的温度比较高,达到1600K,添加适量的合金元素如Mg、Si等，可使反应速度加快。这类复合材料的强度、韧性取决于形成粒子的状态和最终显微组织。由于形成的增强体可以通过合金化及其反应热力学进行判断，因此可以通过合金化、炉内气氛的控制来制得不同类型增强体的复合材料。

4.4.2自蔓延法

自蔓延法(XTDM)是利用金属一金属之间或金属-化合物之间发生的放热反应在金属熔体中原位产生新的所希望获得的金属间化合物或陶瓷增强相,从而形成复合材料。

4.4.3原位共晶生长法

原位共晶生长法是共晶合金进行单向凝固时，通过合理控制固-液界面前沿液相一侧的温度梯度、固液界面的推移速度以及合金成分，使固-液界面以平面的方式向前推移并

生长，以形成复合材料组织。该法制备简单,可实现近终成形,制备成本很低(接近于普通的合金材料)，因而该法有可能转化为大规模产业化生产的工艺。所存在的问题是初生相的分布及形貌对基体有影响。

的应用

5、金属基复合材料

金属基复合材料的应用

由于金属基复合材料至今成本仍然偏高，导致其实际应用中仍有很大局限性，但由于金属基复合材料的优越性能，仍使得他在以下领域和其他领域中正在起着不可替代的作用。下文介绍的主要是铝基复合材料。

5.1汽车工业

最早的金属基复合材料的成功应用就是在汽车工业上开始的。如上文所提及的，上世纪八十年代初丰田公司利用氧化铝纤维增强材料在柴油发动机活塞顶端和环槽处进行增强，使发动机活塞的耐热性和抗疲劳性大大增强。在这以前汽车厂商们往往是利用更加昂贵的高镍铸件，所以这个代替行为事实上并没有增加成本。

发动机中很多零件，如连杆、活塞销、曲轴、轴承等等，尤其一些需要做往复运动的部件，对耐磨、耐高温、抗咬合等性能要求较高，这里就显出金属基复合材料的优越性了。如美国DWA公司采用SiC p/Al复合材料制造摩托车活塞，解决了其耐磨性问题，在一年内使用100次以上的越野赛后仍无明显磨损。此外在汽车工业中其他系统如制动系统中金属基复合材料也同样得到应用。现代赛车运动中金属基复合材料制造的零件已经得到大量的应用。在汽车工业中重量和成本是有着密切的联系的。采用优越的金属基复合材料可以使大大补偿原材料成本的增加。然而金属基复合材料自身的高成本仍是在汽车工业推广金属基复合材料的主要障碍。

5.2航空航天工业和军工业

由于航空航天工业对材料的高要求和对成本的低要求，在早期金属基复合材料的研发中航空航天工业就已经密切关注到了金属基复合材料这一新兴材料应用的无限前景。

航空航天工业由于其特殊性，对材料的重量尤其关注，以至于可以忍受大幅提高的成本以减轻机体重量。这样只有在成本上略显无力而对减轻重量在行的金属基复合材料便在航空航天业大展拳脚。例如飞机的起落架，在飞行过程中起落架不能起到丝毫作用，故而不得不把它的重量尽量减小，但是在飞机起落过程中却受到复杂的负荷，颗粒增强的金属更令人关注。

在军工业上金属基复合材料近年也发挥越来越大的作用。如导弹壳体、轻型坦克履带板、船舶结构体和舱板、雷达天线、导弹镶嵌结构等军工产品也越来越多地采用了金属基复合材料来制造。

5.3电子仪器

以SiC p/Al复合材料为代表的铝基复合材料，具有热膨胀系数小、导热好，密度小的

优点，适合于制造电子器材的衬装材料和散热片的器件。如SiC增强铝基复合材料在MCM5中被用来封装和改进冷却结构，使散热能力提高，提高了原件的有效性。

5.4体育用品

人们日常最为常见的应用金属基复合材料的实例便是在体育用品上的应用。如今金属基复合材料被用来制造网球拍、高尔夫球杆、自行车等，得到了广泛应用，为从事体育者能够更加人性化地进行体育运动做出了很大的推动作用。

6、金属基复合材料的展望

从八十年代丰田公司革新性地引用金属基复合材料以来，这一领域飞速地发展，变化日新月异，MMC的利用领域也逐渐扩展，从最初的汽车和航空航天，到后来的电子和体育用品，金属基复合材料越来越显示出其年轻的生命力。

MMC在传统应用的几个领域中最值得关注的是在电子仪器方面。这个领域有着强大的潜力值得挖掘。比如在电子封装上，MMC相对传统封装材料（铝、铜、钼、钨、Kovar 合金、Invar合金），有着导热率高、热膨胀系数低、重量轻、体积小、强度高、稳定性好等优点。1992年4月在美国举办的新材料与电子封装专题讨论会上，一致认为MMC最重要的发展方向是用作电子封装材料。

在其他领域中，MMC同样可以得到十足的发展和利用。比如在航空航天业利用MMC 作为结构材料，可以推广到很多领域使用，体育用品其实就是一个过去的非常好的例子。

从MMC自身角度来说，颗粒增强MMC既是技术发展较弱的地方也是发展利用的热点。同样从基体材料角度来说，被人们不够重视的铁基复合材料也会有更多的应用价值。

复合材料是现代材料科学的热点，具体到MMC，金属基混杂复合材料、金属件化合物基复合材料、功能梯度材料和智能复合材料展现出良好的发现前景。

但是MMC目前仍有很多问题，尤其理论问题还有待于进展。

参考文献

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工程造价就业前景分析

2017工程造价就业前景分析 一、工程造价专业就业前景及专业介绍 工程造价专业是教育部根据国民经济和社会发展的需要而新增设的热门专业之一，是以经济学、管理学为理论基础，以工程项目管理理论和方法为主导的社会科学与自然科学相交的边缘学科。培养目标：建设项目投资分析、造价确定与控制等工作基本技能;具有编制建设工程设备和材料采购、物资供应计划的能力;具有建设工程成本核算、分析和管理的能力;并受到科学研究的初步训练。培养懂技术、懂经济、会经营、善管理的复合型高级工程造价人才。 二、工程造价专业主要课程 管理学、经济学、运筹学、会计学、企业财务管理、建设法规、工程制图、工程材料、房屋建筑学、工程力学、工程经济学、工程定额原理、建筑工程施工、工程项目投融资、房地产开发与经营、工程项目管理、建设工程计量与计价、安装工程技术与计量、工程造价管理、砼与砌体结构、钢结构与组合结构、计算机辅助设计与管理等课程。 三、工程造价专业就业前景 工程造价行业前景很好，工程造价是属于土木建筑方面的，因为每个工程都会需要造价预算，就这个工作而言是必不可少的，所以对于造价这个行业来说也是十分可观。中国建筑方面特别多，就拿北京奥运会，这么庞大的一个工程

怎么会不需要专业造价预算方面的人呢?还有什么安装，土建，市政等等，都需要用到造价的，这可是关乎民生的事情，重要而且严谨。再加上现在造价方面的考试十分严格，考试通过率也十分低，所以对于造价方面的人来说收入也是很可观的，市场需求量大，而市场却供应不足。 工程造价的直意就是工程的建造价格。工程计价的三要素:量、价、费。广义上工程造价涵盖建设工程造价(土建专业和安装专业)，公路工程造价，水运工程造价、铁路工程造价，水利工程造价，电力工程造价，通信工程造价，航空航天工程造价等。工程造价是指进行某项工程建设所花费的全部费用，其核心内容是投资估算、设计概算、修正概算、施工图预算、工程结算、竣工决算等等。工程造价的主要任务:根据图纸、定额以及清单规范，计算出工程中所包含的直接费(人工、材料及设备、施工机具使用)、企业管理费、措施费、规费、利润及税金等等。 从事工程造价的工作人员主要涉及到的能力应包括:熟悉各专业工程技术规范、造价定额及有关建设管理制度，熟悉各专业工程的计量规则，具有较强的工程量计算能力，能编制项目各阶段造价文件(投资估算、设计概算、修正概算、施工图预算、招标控制价(工程量清单预算)、投标报价、工程结算、竣工决算)，熟练应用造价软件，有一定的资料管理能力等等。

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金属材料与人类社会的发展 概要： 金属是人类历史发展中最不可或缺的材料，更是人类社会进步的关键所在，本篇论文将围绕金属在人类社会中的地位，应用等方面展开。主要论述金属材料与人类社会之间的关系，回顾金属过去在人类历史中的作用，分析其在现代社会的地位，并且展望金属才来的在未来的发展前景。 正文： 从100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉镍管炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。至今,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。金属材料可以说是人类社会发展的全称见证者，我之所以那么说，是与他在人类社会各个转型期所起到的举足轻重的作用所分不开的。作为人类最早发现并开始加以利用的一种材料，金属可以说从方方面面影响着人类的历史发展进程。从最初把金属打造成狩猎武器到如今人类的生活已完全离不开金属，可见金属早已融入了整个人类社会，那么金属在人类社会中的过去，现在和将来又会是什么样的呢？ 金属的在人类社会的过去时中扮演的角色多为一个时期的社会性质的缩影。如新石器时代，青铜器时代等等，而之所会如此为这些时代命名，归根结底，最主要的原因，便是人类在这一石器开发出了某种新的金属，而这一金属几乎决定了人类在这一时期的文明发展进程。如在战国石器，由于铁器的发明和使用，既解放了农村的大量生产力，又在投入战争使用后，大大缩短了战争的进程，从而加速了整个国家的统一，结束了乱世的局面，使得我国文明在一段动荡时期后能够继续得以正常的发展。其中，金属在武器方面的贡献主要在冷兵

4金属基复合材料制备方法及应用

金属基复合材料制备方法及应用 摘要：金属基复合材料是以金属或合金为基体，并以纤维、晶须、颗粒等为增强体的复合材料。其特点在力学方面为横向及剪切强度较高，韧性及疲劳等综合力学性能较好，同时还具有导热、导电、耐磨、热膨胀系数小、阻尼性好、不吸湿、不老化和无污染等优点。按金属或合金基体的不同，金属基复合材料可分为铝基、镁基、铜基、钛基、高温合金基、金属间化合物基以及难熔金属基复合材料等。由于这类复合材料加工温度高、工艺复杂、界面反应控制困难、成本相对高，应用的成熟程度远不如树脂基复合材料，应用范围较小。但金属基复合材料除了和树脂基复合材料同样具有高强度、高模量外，它能耐高温，同时不燃、不吸潮、导热导电性好、抗辐射。是令人注目的复合材料。 关键字：金属基复合材料制备方法应用 1.复合材料的定义 复合材料的定义：复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。复合材料既可保持原材料的某些特点，又能发挥组合后的新特征，它可以根据需要进行设计，从而最合理地达到使用要求的性能。

2.金属基复合材料的基本特点 2.1优点：高比强度和高比模量，耐高温性好，导电导热，热膨胀系数小，尺寸稳定性好，耐磨性与阻尼性好，不吸湿、不老化、无放气污染。 2.2缺点：制造困难，难于形成理想的界面，加工困难，价格昂贵。 3.金属基复合材料的分类 金属基复合材料按组织形态可分为宏观组合型和微观强化型两类；根据复合材料的基体不同可以分为刚基、铁基、铝基、镁基复合材料等；按增强相形态的不同可分为颗粒增强复合材料、晶须或短纤维金属复合材料及连续纤维增强金属基复合材。 4.金属基复合材料制备工艺方法的分类 由于金属材料熔点较高，同时不少金属对增强体表面润湿性很差加上金属原子在高温状态下很活泼，易与多种增强体发生反应，所以金属基复合材料的复合工艺比较复杂和困难，这也是金属基复合材料的发展受到制约的主要原因。 4.1粉末冶金复合法 粉末冶金复合法基本原理与常规的粉末冶金法相同，包括烧结成形法，烧结制坯加塑法加成形法等适合于分散强化型复合材料(颗粒强化或纤维强化型复合材料)的制备与成型。该方法在铝基复台材料

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金属基复合材料的种类与性能 摘要：金属基复合材料科学是一门相对较新的材料科学，仅有40余年的发展历史。金属基复合材料的发展与现代科学技术和高技术产业的发展密切相关，特备是航天、航空、电子、汽车以及先进武器系统的迅速发展对材料提出了日益增高的性能要求，除了要求材料具有一些特殊的性能外，还要具有优良的综合性能，有力地促进了先进复合材料的迅速发展。单一的金属、陶瓷、高分子等工程材料均难以满足这些迅速增长的性能要求。金属基复合材料正是为了满足上述要求而诞生的。 关键词：金属；金属基复合材料；种类；性能特征；用途 1. 金属基复合材料的分类 1.1按增强体类型分 1.1.1颗粒增强复合材料 颗粒增强复合材料是指弥散的增强相以颗粒的形式存在，其颗粒直径和颗粒间距较大，一般大于1μm。 1.1.2层状复合材料 这种复合材料是指在韧性和成型性较好的金属基材料中含有重复排列的高强度、高模量片层状增强物的复合材料。片曾的间距是微观的，所以在正常比例下，材料按其结构组元看，可以认为是各向异性的和均匀的。 层状复合材料的强度和大尺寸增强物的性能比较接近，而与晶须或纤维类小尺寸增强物的性能差别较大。因为增强物薄片在二维方向上的尺寸相当于结构件的大小，因此增强物中的缺陷可以成为长度和构件相同的裂纹的核心。 由于薄片增强的强度不如纤维增强相高，因此层状结构复合材料的强度受到了限制。然而，在增强平面的各个方向上，薄片增强物对强度和模量都有增强，这与纤维单向增强的复合材料相比具有明显的优越性。 1.1.3纤维增强复合材料 金属基复合材料中的一维增强体根据其长度的不同可分为长纤维、短纤维和晶须。长纤维又叫连续纤维，它对金属基体的增强方式可以以单项纤维、二维织物和三维织物存在，前者增强的复合材料表现出明显的各向异性特征，第二种材料在织物平面方向的力学性能与垂直该平面的方向不同，而后者的性能基本是个向同性的。连续纤维增强金属基复合材料是指以高性能的纤维为增强体，金属或他们的合金为基体制成的复合材料。纤维是承受载荷的，纤维的加入不但大大改变了材料的力学性能，而且也提高了耐温性能。 短纤维和晶须是比较随机均匀地分散在金属基体中，因而其性能在宏观上是各向同性的；在特殊条件下，短纤维也可以定向排列，如对材料进行二次加工（挤压）就可达到。 当韧性金属基体用高强度脆性纤维增强时，基体的屈服和塑性流动是复合材料性能的主要特征，但纤维对复合材料弹性模量的增强具有相当大的作用。 1.2按基体类型分 主要有铝基、镁基、锌基、铜基、钛基、镍基、耐热金属基、金属间化合物基等复合材料。目前以铝基、镁基、钛基、镍基复合材料发展较为成熟，已在航天、航空、电子、汽车等工业中应用。在这里主要介绍这几种材料 1.2.1铝基复合材料 这是在金属基复合材料中应用最广的一种。由于铝合金基体为面心立方结构，因此具有良好的塑性和韧性，再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点，为其在工程上应用创造了有利条件。再制造铝基复合材料时通常并不是使用纯铝而是铝合金。这主要是由于铝合金具有更好的综合性能。

金属材料知识大全

概述 金属材料就是指金属元素或以金属元素为主构成得具有金属特性得材料得统称.包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物与特种金属材料等.(注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料） 1、意义 人类文明得发展与社会得进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现得铜器时代、铁器时代,均以金属材料得应用为其时代得显著标志。现代,种类繁多得金属材料已成为人类社会发展得重要物质基础。 2、种类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属与特种金属材料。 （１）黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上得工业纯铁，含碳2％～4％得铸铁，含碳小于 2％得碳钢，以及各种用途得结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义得黑色金属还包括铬、锰及其合金. (2)有色金属就是指除铁、铬、锰以外得所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属与稀土金属等。有色合金得强度与硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。 (3）特种金属材料包括不同用途得结构金属材料与功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得得非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。 3、性能 一般分为工艺性能与使用性能两类.所谓工艺性能就是指机械零件在加工制造过程中,金属材料在所定得冷、热加工条件下表现出来得性能。金属材料工艺性能得好坏，决定了它在制造过程中加工成形得适应能力。由于加工条件不同，要求得工艺性能也就不同,如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等. 所谓使用性能就是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来得性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能得好坏，决定了它得使用范围与使用寿命.在机械制造业中，一般机械零件都就是在常温、常压与非常强烈腐蚀性介质中使用得，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷得作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏得性能，称为力学性能(过去也称为机械性能）.金属材料得力学性能就是零件得设计与选材时得主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求得力学性能也将不同。常用得力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力与疲劳极限等。 金属材料特质

工程造价就业前景问题汇总

工程造价就业前景问题汇总 问题1工程造价就业前景怎样? 回答：工程造价专业是近几年为了适应市场经济的需要新增开的工程方向经济类、管理类专业，就业前景较好，男女生都比较适合学习，但是由于也是跟着工程走，虽然比建筑工程工作环境好，但是还是相比较其他专业还是比较吃苦的一门专业。学这个专业将来可以在设计院或者造价咨询公司从事工程概预算工作，也可以在招标咨询公司从事标底报价编制工作，也可以在施工单位编制投标文件或者进行工程结算。 来源：https://www.docsj.com/doc/35834752.html,/144331.html 问题2什么是工程造价?就业前景如何? 回答：其实"工程造价"这个专业是个专科,本科的名称叫做"工程管理".这个专业很有前途的,因为这个专业的就业面比较广,建筑单位,设计院,造价咨询单位都比较对口. 说白了,学的就是工程预算.盖一栋楼要花多少钱,都是得通过预算员或造价师算出来的.而工程造价就是培养这样的人才的专业. 工资的问题,要看你在什么城市就业,大城市当然挣钱就比较多一些.不过本人认为,最重要的就是一定要拿到相关的资格睁.预算员要从4级考起,然后3级,2级,1级.听说以前可以跳级考,就是比如你的水平很高,跳过4级直接考3级的预算员证.可是现在好像就不行了,得一级一级的考. 然后就能考造价师的资格证了,有了这个就万事不愁了.就等着跳槽到更好的单位吧! 再说一下工资的问题,一个工程的总投资都要靠造价师来预先计算好.看你为哪方工作,如果十佳方,就是投资单位.他们当然希望花的钱越少越好,你就尽量把总造价往低算:如果为乙方工作,就是承建单位,你就把钱使劲的往高算,让他们获得更高的利润.而预算的价钱即使再精确必然与实际的价钱有出入.一个小型工程的话,也要有十几到几十万的差价.而你的工资除了固定工资以外就是这些工程差价的按比例提成.只要技术好,一个工程拿个几万块钱还是不成问题的. 因为我也是学工程造价的,了解的还算比较多一些.这个专业还是很有前景的.我们教这个专业的老师在学校教着课,外面还上着班,听说一个晚上算一套小图就能赚2万块钱.羡慕死了! 这是个实用性比较强的专业,不要求太高的,专科以上就很好找工作.主要就是要有实践经验,有机会就要多参加实习.而且定额方面很重要,还要会看图纸.(这两方面非常重要哦!)其他方面的课程大概了解就行,不要求太深的. 来源：https://www.docsj.com/doc/35834752.html,/102521.html 问题3工程造价专业就业前景以及方向如何?

金属材料就业前景

金属材料就业前景文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

金属材料就业前景 金属材料就业方向与前景 本人是材料学院的学生，我们学院下设四个专业方向，分别是:金属材料、无机非金属材料、太阳能光伏材料、高分子材料。总体来说，高分子的就业前景最好，其次是金属材料。由于光伏材料是我院第一届招生，所以他们的就业既可能是巨大的机遇，又可能是极大的风险。本人所学专业是金属材料，因此下面我将介绍一些金属材料方面的概况。 金属制品行业包括结构性金属制品制造、金属工具制造、集装箱及金属包装容器制造、不锈钢及类似日用金属制品制造等。随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、农业以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，也给社会创造越来越大的价值。 2009年金属制品行业的产品将越来越趋向于多元化，业界的技术水平越来越高，产品质量会稳步提高，竞争与市场将进一步合理化。加上国家对行业的进一步规范，以及相关行业优惠政策的实施，2009-2012年，金属制品行业将有巨大的发展空间。 对于金属材料工程专业的毕业生，毕业后主要职业流向有: (1) 材料工程师 (2) 工业工程技术员 (3) 工业工程师 (4) 机械工程技术员 (5) 电子工程师 主要行业流向有: (1) 金属制品业 (2) 初级金属制造业 (3) 交通运输设备制造业 (4) 电子和电器设备及零件制造业 (5) 工商业机械及计算机设备制造业 造船厂技术部做焊接，现在很缺乏焊接的人才，他们招不到焊接方向的人的话就会考虑你的，我有很多同学都去了广州和上海的造船厂去大型制造业做铸造、锻造或者热处理，比如一重、二重、钢厂和汽车制造厂还有就是去一些企业的研发中心做材料测试和研发，这样一般要求是研究生毕业。主要就是技术工作了，部门就是在生产部或者技术部做技术支持、研发部或实验室做产品研发 其实我现在发现最好的是去外资的验证公司，做资格或者质量验证的，真的很好，最主要的是看你的综合个人素质了～

工程造价专业职业生涯规划书

大学生职业生涯规划书(） 大学生职业生涯规划书范文(工程造价专业) 个人资料： 真实姓名：** 性别：女 年龄：20 籍贯：***** 所在学校及学院：********** 班级及专业：**级工程造价专业 对职业规划的认识 记得看过一本书，书的作者是一名职业设计师，这样的工作在中国似乎还没有。他们的工作是帮助人们找到最适合自己能力发展的、最能有幸福感的工作。看到书中很多因为做了不喜欢的工作或是对职业前景迷茫的人，我不尽也在思考如何找到一个适合自己发展的工作呢？ 我是一个绝对的以兴趣为导向的人，对我来说做一个自己不喜欢的工作是最痛苦的。那如何找到最适合自己的，同时对此有浓厚兴趣的工作呢？这一切的疑惑将我引到了职业规划的面前。与其在进入职场后叹息迷茫，不如现在进行职业规划的探索。职业规划是要依据个人的特殊情况、特殊才能，考虑社会背景等多方面主客观因素，结合职业发展的阶段，提出相应的发展目标、拟定实现目标的工作和教育的一个综合体系。做一个适合自己的、合乎现实的职业规划，不仅能帮助我们学生在进入职场时省时省力，还能帮助我们能健康发展职业能力。在大学阶段，为自己规划一条职业之路是很有帮助的。 一、自我盘点： 我是学习工程造价专业，英语水平可以，能流利沟通；造价专业扎实，略通经贸知识；具有较强的人际沟通能力；思维敏捷，表达较流畅;有较强的组织协调能力；有很强的学习能力。很有热情为自己的将来奋斗. （1)学历目标：大专毕业(以后有必要了还有要"充电")。 (2) 方向：企业高级管理人员建立自己的公司(建筑) 二．社会环境规划和职业分析（三年规划） 1、社会一般环境 中国政治稳定，经济持续发展。在全球经济一体化环境中的重要角色。经济发展有强劲的势头，加入WTO后，会有大批的外国企业进入中国市场，中国的企业也将走出国门。 2建筑职业特殊社会环境 由于中国的建筑科学发展较晚，建筑知识大部分源于国外，中国的建筑管理还有许多不完善的地方。中国急需建筑人才，尤其是经过系统培训的高级建筑人才。因此企业建筑职业市场广阔 代表职位：项目设计师、结构审核、城市规划师、预算员、预算工程师等。 代表行业：工程勘察设计单位、房地产开发企业、交通或市政工程类**机关职能部门、工程造价咨询机构等。

无机非金属材料的现状与前景

无机非金属材料的现状与前景 【摘要】无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在材料学飞速发展的今天，无机非金属材料有这广阔的应用前景和良好的就业形势。 【关键字】无机非金属材料方向前景智能 1. 无机非金属材料的特点及应用 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。 在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。 无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。 普通无机非金属材料的特点是：耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上，陶瓷在耐蚀、介电性能上，耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性，属于脆性材料。与高分子材料相比，密度较大，制造工艺较复杂。

金属基复合材料的制备方法

金属基复合材料的制备技术 摘要：现代科学技术的发展和工业生产对材料的要求日益提高，使普通的单一材料越来越难以满足实际需要。复合材料是多种材料的统计优化，集优点于一身，具有高强度、高模量和轻比重等一系列特点。尤其是金属基复合材料(MMCs)具有较高工作温度和层间剪切强度，且有导电、导热、耐磨损、不吸湿、不放气、尺寸稳定、不老化等一系列的金属特性，是一种优良的结构材料。 Abstract: The development of modern science and technology and industrial production of materials requirements increasing, the ordinary single material is more and more difficult to meet the actual needs. Composite material is a variety of statistical optimization, set merit in a body, has the advantages of high strength, high modulus and light specific gravity and a series of characteristics. Especially the metal matrix composite ( MMCs ) has the high working temperature and interlaminar shear strength, and a conductive, thermal conductivity, wear resistance, moisture, do not bleed, dimensional stability, aging and a series of metal properties, is a kind of structural material. 关键词：复合材料(Composite material)、发展概况(Development situation)、金属基复合材料(Metal base composite materia l)、发展前景(Development prospect) 正文： 一：复合材料简介 复合材料是由两种或两种以上不同物理、化学性质的物质以微观或宏观的形式复合而成的多相材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为：①纤维复合材料。②夹层复合材料。③细粒复合材料。④混杂复合材料。[1] 二：金属基复合材料简介 (1)定义：金属基复合材料是以金属或合金为基体，以高性能的第二相为增强体的复合材料。它是一类以金属或合金为基体, 以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物, 其共同点是具有连续的金属基体。 (2)分类：按增强体类型分为：1.颗粒增强复合材料；2.层状复合材料；3.纤维增强复合材料 按基体类型分为：1.铝基复合材料；2.镍基复合材料；3.钛基复合材料；4.镁基复合材料 按用途分为：1.结构复合材料；2.功能复合材料 （3）性能特征：金属基复合材料的性能取决于所选用金属或合金基体和增强物的特性、含量、分布等。综合归纳金属基复合材料有以下性能特点。 A．高比强度、比模量 B. 良好的导热、导电性能 C．热膨胀系数小、尺寸稳定性好 D．良好的高温性能和耐磨性

金属材料的应用现状及发展趋势分析

金属材料的应用现状及发展趋势分析 在进行金属材料的应用现状及发展趋势分析之前，先简要介绍一下金属材料。金属材料是最重要的工程材料之一。按冶金工艺，金属材料可以分为铸锻材料、粉末冶金材料和金属基复合材料。铸锻材料又分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料包括钢、铸铁和各种铁合金。有色金属是指除黑色金属以外的所有金属及其合金，如铝及铝合金、铜及铜合金等。工程结构中所用的金属材料90%以上是钢铁材料，其资源丰富、生产简单、价格便宜、性能优良、用途广泛。钢有分为碳钢和合金钢，铸铁又分为灰口铸铁和白口铸铁。 一、金属材料的应用现状 金属材料的结构及其性能决定了它的应用。而金属材料的性能包括工艺性能和使用性能。工艺性能是指在加工制造过程中材料适应加工的性能，如铸造性、锻造性、焊接性、淬透性、切削加工性等。使用性能是指材料在使用条件和使用环境下所表现出来的性能，包括力学性能（如强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等）、物理性能（如熔点、密度热容、电阻率、磁性强度等）和化学性能（如耐腐蚀性、抗氧化性等）。 金属材料具有许多优良性能，是目前国名经济各行业、各部门应用最广泛的工程材料之一，特别是在车辆、机床、热能、化工、航空航天、建筑等行业各种部件和零件的制造中，发挥了不可替代的作用。 （1）、在汽车中的应用。缸体和缸盖，需具有足够的强度和刚度，良好的铸造性能和切削加工性能以及低廉的价格等，目前主要用灰铸钢和铝合金；缸套和活塞，对活塞材料的性能要求是热强性高，导热性好，耐磨性和工艺性好，目前常用铝硅合金；冲压件，采用钢板和钢带制造，主要是热轧和冷轧钢板。热轧钢板主要用于制造承受一定载荷的结构件，冷轧钢板主要用于构型复杂、受力不大的机器外壳、驾驶室、轿车车身等。还有汽车的曲轴和连杆、齿轮、螺栓和弹簧等，都按其实用需要使用的了不同的金属材料 （2）、在机床方面的应用。机床的机身、底座、液压缸、导轨、齿轮箱体、轴承座等大型零件部，以及其他如牛头刨床的滑枕、带轮、导杆、摆杆、载物台、手轮、刀架等，首选材料为灰铸铁，球磨铸铁也可选用。随着对产品外观装饰效果的日益重视，不锈钢、黄铜的

先进金属基复合材料制备科学基础

项目名称：先进金属基复合材料制备科学基础首席科学家：张荻上海交通大学 起止年限：2012.1-2016.8 依托部门：上海市科委

一、关键科学问题及研究内容 针对国家空天技术、电子通讯和交通运输领域等对先进金属基复合材料的共性重大需求和先进金属基复合材料的国内外发展趋势，本项目以克服制约国内先进金属复合材料制备科学的瓶颈问题为出发点，针对下列三个关键科学问题开展先进金属基复合材料制备科学基础研究： (1). 先进金属基复合材料复合界面形成及作用机制 界面是是增强相和基体相连接的“纽带”，也是力学及其他功能，如导热、导电、阻尼等特性传递的桥梁，其构造及其形成规律将直接影响复合材料的最终的组织结构和综合性能。因此，界面结构、界面结合及界面微区的调控是调控金属复合材料性能的最为关键的一环。揭示基体成分、添加元素、增强体特性复合工艺对复合过程中的界面的形成、加工变形、服役过程中的界面结构、特征的演变规律和效应，以及在多场下的组织演变规律和对复合材料的性能变化极为关键。复合效应的物理基础正是源于金属基体与增强体的性质差异，而在金属基复合材料复合制备过程中，二者的差异无疑会直接或间接地影响最终的复合组织和界面结构。因此，要想建立行之有效的金属基复合材料组分设计准则和有效调控先进金属基复合材料的结构与性能，就必须从理论上认识先进金属基复合材料的复合界面形成及作用机制。 (2). 先进金属基复合材料复合制备、加工成型中组织形成机制及演化规律 金属基复合材料的性能取决于其材料组分和复合结构，二者的形成不仅依赖于复合制备过程，还依赖于包括塑性变形、连接、热处理等后续加工和处理过程。只有在掌握金属基复合材料的组织结构演变规律的基础上，才有可能通过优化工艺参数精确调控微观组织，进而调控复合材料的性能。 (3). 使役条件下复合材料界面、组织与性能耦合响应机制 先进金属基复合材料中，由于增强体与金属基体的物理和力学性能之间存在巨大差异，造成在界面点阵分布不均匀，同时近界面基体中由于热错配，残余应力等导致晶体学缺陷含量较高。因此，在使役过程中，先进金属基复合材料的力学性能不仅取决于其材料组分，更加取决于增强体在基体中的空间分布模式、界面结合状态和组织与性能之间的耦合响应机制。只有揭示使役条件下复合材料界面、组织与性能耦合响应机制，才能真正体现先进金属基复合材料中增强体与基体的优势互补，充分利用其巨大潜力，也才可能优化复合和界面结构设计。

金属材料概述

常用金属材料概述 金属材料是由金属元素或以金属元素为主要材料构成的，并具有具有金属特性的工程材料。金属材料种类繁多，用途广泛，按化学组成分类，金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要是指以铁或以铁为主形成的金属材料，即钢铁材料，如钢和生铁。有色金属是指除钢铁材料以外的其他金属，如金、银、铜、铝、镁、钛、锌、锡、铅等。生产中使用最多的黑色金属是钢和铸铁，有色金属是铜及铜合金、铝及铝合金。 钢的种类繁多，通常按钢中是否加入合金元素，将钢分为碳钢和合金钢。 碳钢按碳的质量分数可分为低碳钢（ω C ≤0.25%)、中碳钢（0.25%＜ω C ≤ 0.6%)、高碳钢（ω C ＞0.6%），按钢的质量分数可分为普通碳素钢（ωs≤0.05%，ωp≤0.045%）、优质碳素钢（ωs≤0.035%，ωp≤0.035%）、高级优质碳素钢（ωs≤0.02%，ωp≤0.03%）和特级优质碳素钢（ωs≤0.015%，ωp≤0.025%），按钢的用途可分为碳素结构钢（用于各种工程构件，也可用于不太重要的机件）、优质碳素结构钢（用于制造各种机器零件）、碳素工具钢（用于制造各种工具）和一般工程用铸造碳素钢（用于制造形状复杂且需要一定强度、塑性和韧性的零件），还可按钢冶炼时的脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。 合金钢按钢的用途可分为合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢，还可按成分、冶金质量及组织等进行分类。 钢的性能根据不同的种类有不同的特点，其中碳素结构钢易于冶炼，工艺性能好，价格低廉，在力学性能上一般能满足普通工程构件及机器零件的要求，工程上用量很大，一般不进行热处理；低合金机构钢由于强度很高，被广泛用于建筑、石油、化工、铁道、造船等许多部门。 钢的热处理工艺是指根据钢在加热和冷却过程中的组织转变规律所制定的钢在热处理时具体的加热、保温和冷却的工艺参数。热处理工艺种类很多，根据加热、冷却方式及获得组织和性能的不同，钢的热处理工艺可分为：普通热处理（退火、正火、淬火和回火）、表面热处理、化学热处理及特殊热处理（形变热处理、真空热处理等）。根据热处理在零件生产工艺流程中的位置和作用，热处理又可分为预备热处理和最终热处理。 铸铁是一种以铁、碳、硅为主要成分且在结晶过程中具有共析转变的多元铁 基合金。其化学成分一般为：ω C =2.0%～4.0%、ω si =1.0%～3.0%、ω Mn =0.1%～1.0%、 ωs=0.02%～0.25%、ωp=0.05%～1.5%。为了提高铸铁的力学性能，有时在铸铁中添加少量Gr、Ni、Cu、Mo等合金元素制成合金铸铁。 铸铁是一种被广泛使用的金属材料，主要是由于它的生产工艺简单、成本低廉并具有优良的铸造性能、可切削加工性能、耐磨性能及吸震性等，因此铸铁广泛用于机械制造、冶金、矿山及交通运输等工业部门。 碳在铸铁中既可以化合态的渗碳体（Fe 3 C）形式存在，也可以游离状态的石墨（G）形式存在，据此可以将铸铁分为三类：白口铸铁，碳除少量固溶于铁素体中外，其余的碳都以渗碳体（第二相）的形式存在于铸铁集体中，其断口呈银白色，由于存在共晶莱氏体组织，所以其性能硬而脆，很难切削加工，一般很少直接用来制造各种零件；麻口铸铁，碳除少量固溶于铁素体中外，一部分以游离 状态的石墨（G）形式存在，另一部分以化和状态的渗碳体（Fe 3 C）形式存在，在其断口上呈黑白相间的麻点，这类铸铁也具有较大的硬脆性，故工业上也很少

材料科学基础报告 金属材料的发展与展望

金属材料的发展和展望 一、金属材料的发展过程 材料的发展史就是人类社会的发展史，经历了石器、陶器、青铜器、铁器时代。我们正处于多元材料时代，材料、能源、信息是现代社会的三大支柱。金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。金属材料一直扮演着重要的角色，例如陆、海、空、各类运输工具，桥梁、建筑、机械工具，国防重工业等。 金属材料发展的四个阶段：由公元前4300年用金、铜、铁铸造锻打制作出大马士革刀、日本武士剑等原始钢铁到十九世纪铁桥铁路的修筑建立学科基础，又由十九世纪中金属学、金相学发展到合金相图、位错理论等微观组织理论的发展。微观理论的深入研究有原子扩散、马氏体相变、位错滑移，原子显微镜、电子显微镜等新仪器的产生又为进一步研究微观组织提供了可能性，随之产生了表面和界面科学。 材料科学研究了材料的核心关系，即结构和性能的关系，制造工艺决定了材料的结构，结构又决定了材料的性能，性能决定了它的用途。材料科学和技术进入世界科技发展优先领域的第五位。在面临环境保护、节约能源的情况下，新材料便应运而生。 现代金属材料有铝镁合金等先进结构材料、钛铝合金等高温合金材料、复合材料、超导材料、能源材料、智能材料、磁性材料、纳米材料等。材料力学性能有强度、弹性、塑性、硬度等，物理性能有电学、磁学、热学、光学性质等。对材料的研究方向正由力学性能慢慢向物性转变。金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒。可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。 二、金属材料的现状 金属材料作为人类推动社会发展的重要载体之一，作为原料在人类的生产生活中已经被广泛应用，金属材料作为原料具有以下等特征，金属材料本身具备高弹性的模量，金属材料具有高强度的韧性，金属材料的强度硬度是其他同类原料所无法比拟的，在当代金属材料科学的不断成长下金属材料在所有材料的范畴中占据了非常非常重要的位置，在现实中，最常见的金属材料应用的领域有航天航空以及建筑工程等行业。 金属材料机械制造业、建筑业、电子信息等领域都有很大的市场和优势。 汽车的制造上有了高强度钢来制造外形，强度高且质量小的镁合金做发动机、变速箱传动机构等；高强度钢是具有很好的强度和韧性的钢种，在吸能性、应变分布能力和应变硬化特性上远远好于传统钢。与铝、镁这类金属材料相比，具有很好的经济性能，会为企业节省大量的制造成本。由于其有良好的强度和韧性等金属特性，因此被广泛的应用在保险杠、车门槛、车门防撞梁等零件上，它的使用既增加了汽车的安全性，又降低了车身自重。而为了适应轻质材料发展趋势，我们要不断的借鉴国外的先进技术，并结合自身发展需求特点，进行高强度钢的研发。 在建筑领域中，每一次新型金属材料、新型工程技术的出现，都将推动着建筑技术的革新，并对建筑师进行建筑创作，表达建筑美学产生巨大影响。金属材料以其优越的材料性能和独特的视觉效果，已经从建筑中最初的栏杆、扶手等局部装饰构件、建筑内部结构框架，逐渐走向建筑表皮，并决定着建筑所呈现的整体形象，表达着建筑美的意境。如今，金属材料在建筑表皮中扮演着重要角色，对应用金属材料进行建筑表皮的创作与研究，已成为材料科学、建筑学、美学等众多学科争相探索的一个重要课题。

金属基复合材料的应用及前景

附录： 题目：金属基复合材料的应用级展望 院（系）轻纺工程系 专业高分子材料加工技术 届别2012届 学号0919080102 姓名汪振峰 指导老师袁淑芳老师 黎明职业大学 2011年12月

金属基复合材料的应用及展望 汪振峰 （黎明大学，福建泉州，362000） 摘要:金属基复合材料是近几年来复合材料研究中的热点。本文综述了金属基复合材料的分类、性能特点、制备方法,总结了其主要进展及应用。 关键词:金属基复合材料；特点；应用 1、前言 随着近代高新技术的发展,对材料不断提出多方面的性能要求，推动着材料向高比强度、高比刚度、高比韧性、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等多方面发展。复合材料的出现在很大程度上解决了材料当前面临的问题，推进了材料的进展。 复合材料(Composite Materials)是为达到预期的使用特性将不同性质的两种或两种以上材料结合为一体而设计制造的新材料。金属基复合材料(MMCs即Metal matrix composites)是以金属、合金或金属间化合物为基体,含有增强成分的复合材料。其目标是解决航空、航天、电子、汽车、先进武器系统等高技术领域提高用材强度、弹性模量和减轻重量的需要,它在60年代末才有了较快的发展,是复合材料一个新的分支.目前尚远不如高聚物复合材料那样成熟,但由于金属基复合材料比高聚物基复合材料耐温性有所提高,同时具有弹性模量高、韧性与耐冲击性好、对温度改变的敏感性很小、较高的导电性和导热性以及无高分子复合材料常见的老化现象等特点,成为用于宇航、航空等尖端科技的理想结构材料。 金属基复合材料集高比模量、高比强度、良好的导热导电性、可控的热膨胀系数以及良好的高温性能于一体,成为当代发展迅速的重要先进材料之一。 2、金属基复合材料的分类 金属基复合材料是以金属为基体，以高强度的第二相为增强体而制得的复合材料。因此，对这种材料的分类既可按基体来进行、也可按增强体来进行。 2.1按基体分类： 2.1.1铝基复合材料 这是在金属基复合材料中应用得最广的一种。由于铝的基体为面心立方结构，因此具有良好的塑性和韧性，再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点，为其在工程上应用创造了有利的条件。 在制造铝基复合材料时，通常并不是使用纯铝而是用各种铝合金。这主要是由于与纯铝相比，铝合金具有更好的综合性能。至于选择何种铝合金做基体，则根据实际中对复合材料的性能需要来决定。

常用医用金属材料

常用医用金属材料 概述 生物医用金属材料(biomedical metallic materials)用于整形外科、牙科等领域。由它制成的医疗器件植人人体内，具有治疗、修复、替代人体组织或器官的功能，是生物医用材料的重要组成部分。 生物医用金属材料是人类最早利用的生物医用材料之一，其应用可以追溯到公元前400～300年，那时的腓尼基人就已将金属丝用于修复牙缺失。1546年纯金薄片被用于修复缺损的颅骨。直到1880年成功地利用贵金属银对病人的膝盖骨进行缝合，1896年利用镀镍钢螺钉进行骨折治疗后，才开始了对金属医用材料的系统研究。本世纪30年代，随着钻铬合金、不锈钢和钛及合金的相继开发成功并在齿科和骨科中得到广泛的应用，奠定了金属医用材料在生物医用材料中的重要地位。70年代，Ni-Ti形状记忆合金在临床医学中的成功应用以及金属表面生物医用涂层材料的发展，使生物医用金属材料得到了极大的发展，成为当今整形外科等临床医学中不可缺少的材料。虽然近20年来生物医用金属材料相对于生物医用高分子材料、复合材料以及杂化和衍生材料的发展比较缓慢，但它以其高强度、耐疲劳和易加工等优良性能，仍在临床上占有重要地位。目前，在需承受较高荷载的骨、牙部位仍将其视为首选的植人材料。最重要的应用有：骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等。 生物医用金属材料要在人体内生理环境条件下长期停留并发挥其功能，其首要条件是材料必须具有相对稳定的化学性能，从而获得适当的生物相容性。迄今为止，除医用贵金属、医用钛、袒、锯、铅等单质金属外，其他生物医用金属材料都是合金，其中应用较多的有：不锈钢、钴基合金、钛合金、镍钛形状记忆合金和磁性合金等。 第一节生物医用金属材料的特性与生物相容性 生物医用金属材料以其优良的力学性能、易加工性和可靠性在临床医学中获得了广泛的应用，其重要性与生物医用高分子材料并驾齐驱，在整个生物医用材料应用中各占45％左右。由于金属材料在组成上与人体组织成分相距甚远，因此，金属材料很难与生物组织产生亲合，一般不具有生物活性，它们通常以其相对稳定的化学性能，获得一定的生物相容性，植人生物组织后，总是以异物的形式被生物组织所包裹，使之与正常组织隔绝。组织反应一般根据植人物周围所形成的包膜厚度及细胞浸润数来评价。美国材料试验学会的ASTM-F4的标准规定：金属材料埋植6个月后，纤维包膜厚度＜0．03mm为合格。 人体体液约合l％氯化钠及少量其他盐类和有机化合物，局部酸碱性经常略有变化，温度保持在37℃左右，这种环境对金属材料会产生腐蚀，其腐蚀产物可能是离子、氧化物、氯化物等，它们与邻近的组织接触，甚至渗人正常组织或整个生物系统中，对正常组织产生影响和刺激、以引起包括组织非正常生长、畸变、过敏或炎症、感染等不良生物反应，甚至诱发癌变。腐蚀作用同时会使材料的力学性能产生衰减，这两种过程通常单独或协同造成材料的失效。因此，作为生物医用金属材料，首先必须满足两个基本条件：第一是无毒性；第二是耐生理腐蚀性。 一、金属材料的毒性 生物医用金属材料植人人体后，一般希望能在体内永久或半永久地发挥生理功能，所谓半永久对于金属人工关节来说至少在15年以上，在这样一个相当长的时间内，金属表面或

金属的材料地地的应用现状与发展趋势

金属材料的发展现状与前景 摘要：金属是人们日常生活生产中最不可或缺的材料，更是人类社会进步的关键所在，本篇论文主要论述金属材料的种类、性能及在社会发展中的重要应用，并且展望金属材料在未的发展前景。 关键词：金属材料、镁合金、铝合金、稀土、汽车 引言 金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。 人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始： 一、分类： 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 1、黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上的工业纯铁，含碳2％～4％的铸铁，含碳小于2％的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 2、有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。

3、特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金，以及金属基复合材料等。 4、金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属、喷射成形金属，以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型，主要有铸钢、铸铁和铸造有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造、轧制、冲压等成型，其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成形金属是通过喷射成形工艺制成具有一定形状和组织性能的零件和毛坯。 二、性能 金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。 材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 三、应用现状： 金属材料的发展已从纯金属、纯合金中摆脱出来。随着材料设计、工艺技术及使用性能试验的进步，传统的金属材料得到了迅速发展，新的高性能金属材料不断开发出来。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比强和高比模的铝锂合金、有序金属间化合物及机械合金化合金、氧化物弥散强化合金、定向凝固柱晶和单晶合金等高温结构材料、金属基复合材料以及形状记忆合金、钕铁硼永磁合金、贮氢合金等新型功能金属材料，已分别在航空航天、能源、机电等各个领域获得了应用，并产生了巨大的经济效益。 1、镁及镁合金