金属基复合材料设计引论

金属基复合材料研究的科学与技术问题主要所涉及高品质制备技术、材料性能设计、界面控制三个方面。本书围绕这三方面的问题，介绍压力浸渗工艺的技术原理及其实验分析过程；介绍金属基复合材料热物性设计和尺寸稳定性设计的原理与方法；介绍C-Al界面、自润滑功能性界面以及高强韧固溶体界面等的界面设计原理与方法。本书对金属基复合材料的基本概念和未来发展趋势也进行了描述。本书适合从事金属基复合材料研究的学者和相关领域的教师、学生阅读，也可以作为工程材料课程的参考教材，也可供航天器结构设计、惯性仪表设计人员参考。

前言
第1章金属基复合材料概论1
1.1金属基复合材料的基本概念1
1.2金属基复合材料的分类9
1.2.1按增强体类型分类2
1.2.2按基体类型分类3
1.2.3按材料特性分类3
1.3金属基复合材料的产生与发展4
1.3.1国外金属基复合材料应用技术的发展5
1.3.2我国金属基复合材料的发展10
1.4金属基复合材料研究的科学与技术问题13
1.5金属基复合材料设计的基本原则14
1.6金属基复合材料的发展趋势16
1.6.1材料仿生设计17
1.6.2纳米尺度增强体的应用18
1.6.3超常性能复合材料19
1.6.4高强度、高韧性复合材料20
1.6.5制备技术的低成本化20
1.6.6废料再利用和回收技术21
参考文献21
第2章金属基复合材料压力浸渗工艺原理25
2.1金属基复合材料的主要制备方法25
2.1.1固态法25
2.1.2液态法26
2.1.3气态法30
2.2液态浸渗的一般问题30
2.3压力浸渗的典型工艺及缺陷形式35
2.3.1普通压力浸渗工艺与气孔缺陷36
2.3.2自排气压力浸渗工艺过程与缺陷形式37
2.4自排气压力浸渗工艺原理39
2.4.1压力曲线的物理意义与内涵39
2.4.2复合材料压力浸渗工艺原理42
2.5压力浸渗条件下复合材料缺陷形成原因分析50
2.6自排气压力浸渗方法对材料品质的提高效果53
参考文献56
第3章金属基复合材料热物理性能设计原理与应用58
3.1引言58
3.2电子封装复合材料设计基础61
3.2.1低膨胀设计61
3.2.2高体积分数铝基复合材料设计62
3.2.3高导热性设计64
3.2.4多种粒径增强复合材料导热性能计算68
3.2.5复合材料界面设计69
3.3电子封装复合材料应用实例——SiCp/AI复合材料71
3.3.1材料选择71
3.3.2材料制备72
3.3.3界面状态73
3.3.4热物理性能76
3.3.5热阻评价79
参考文献80
第4章金属基复合材料尺寸稳定性设计与应用82
4.1材料尺寸稳定性基本概念及其表征82
4.1.1尺寸稳定性的概念83
4.1.2尺寸稳定性的评价方法85
4.2金属基复合材料尺寸稳定性设计原理95
4.2.1高精度仪器仪表对结构材料的基本要求95
4.2.2基体铝合金的尺寸稳定性96
4.2.3复合材料的相稳定性98
4.2.4复合材料的应力稳定性103
4.2.5复合材料的组织稳定性106
4.3基于尺寸稳定性的复合材料微观构型设计109
4.4材料尺寸稳定性对惯性仪表精度的作用机制115
参考文献119
第5章碳纤维增强铝复合材料界面反应控制与应用124
5.1引言124
5.2C-AI界面反应热力学及其控制方法127
5.2.1碳纤维石墨化度对C-AI反应热力学的影响127
5.2.2Mg元素对C-Al反应热力学的影响130
5.2.3抑制C-AI界面反应的基体合金化控制方法138
5.3C-AI界面反应动力学及工艺控制原理140
5.3.1C-Al界面反应动力学问题140
5.3.2界面反应控制的工艺原理142
5.3.3用工艺方法控制界面反应的优势分析148
5.4Cf/AI复合材料薄壁构件的评价实例149
5.4.1Cf/Al复合材料薄壁筒形开口构件的结构刚度特性150
5.4.2Cf/Al复合材料薄壁筒形开口构件的结构强度特性153
参考文献156
第6章自润滑复合材料设计与应用158
6.1概述158
6.1.1自润滑材料概述158
6.1.2自润滑材料润滑原理159
6.1.3自润滑材料存在的问题162
6.2自润滑复合材料设计要点163
6.2.1外部条件163
6.2.2自润滑复合材料设计要点164
6.3自润滑TiB2/AI复合材料制备工艺原理165
6.3.1TiB2预氧化原理与工艺技术165
6.3.2TiB2/AI复合材料的界面控制167
6.4TiB2/2024AI复合材料自润滑现象及规律170
6.4.1自润滑特性与润滑膜的成分170
6.4.2硼酸的晶体结构与摩擦学特性173
6.4.3自润滑物质的来源175
6.4.4B2O3、TiO2的稳定性问题讨论175
6.4.5TiB2/2024Al复合材料润滑机理的微观分析177
6.5TiB2/2024AI复合材料自润滑临界条件181
6.5.1自润滑条件分析181
6.5.2临界体积分数计算过程183
参考文献187
第7章金属基复合材料固溶体界面设计与应用190
7.1引言190
7.2材料设计目标分析191
7.3材料性能设计的主要考虑192
7.4钨纤维增强铜基复合材料界面的设计194
7.5Wf/CuAINiFe复合材料的固溶体界面形成规律197
7.6固溶体界面对材料力学性能的影响199
7.6.1固溶体界面的界面强度199
7.6.2固溶体界面对动态压缩性能的贡献201
7.6.3固溶体界面对弹体的侵彻性能的贡献203
参考文献207
后记210