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与非金属基复合材料相比,金属基复合材料占了哪些优势?

信息来源:hhuu.biz  时间:2019-01-03  浏览次数:59

20世纪70年代以来,碳纤维复合材料被大量用于先进体育器材,使之面貌一新。碳纤维和混纤(硼纤维、芳纶纤维和玻璃纤维等)复合材料制品包括弓箭、滑雪板、滑雪杖、高尔夫球杆、撑杆跳杆、标枪、网球拍、羽毛球拍、赛艇等,总计四十余种。

与非金属基复合材料相比,金属基复合材料的潜力尚未充分发挥,应用面比较窄,成熟的品种很少。这种情况一直到20世纪70年代中期才略有好转。1974年材料咨询局第一次肯定了研制和使用金属基复合材料的正确性,表示对这项工作要重视和支持。这主要是航空、航天、能源工业的发展提出的一系列严格的要求,看来只有依赖金属基复合材料和精陶瓷才能够解决。金属基复合材料所用的增强剂除了石墨、硼(硼硅克)纤维外,还有高强度钢丝、高熔点合金丝(钨、钼)和晶须(氧化铝、碳化硅)等。这些纤维分别用来与铝、镁、钛、铜和镍钴基高温合金组成复合材料。

硼—铝复合材料的研制起步最早,取得了一定效果。这种材料用于航天飞机的中机身构架管,可减重80千克。采用硼—铝复合材料的飞机为数不多,目前只有F—111、S—3A等,此外还有“阿特拉斯”导弹的壳体。

硼—铝复合材料最有希望的潜在用途是制造喷气发动机的压气机及风扇叶片,如用其代替钛合金可减重33%,节省成本45%左右。主要发动机公司如普拉特·惠特尼、通用电器、TRW等均进行过硼—铝复合材料风扇叶片的研究。JT8D发动机上试用硼—铝压气机叶片,工作温度达到300℃,此外,在TF—41—P3发动机上还试用了铍—铝压气机叶片。

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