金属基复合材料主要优点和金属基复合材料市场应用前景

金属基复合材料的早期研究大多涉及铝基合金材料。最近,矩阵基于钛合金、钛铝金属间化合物金属研究发展。金属基复合材料使用的增强材料有多种类型和形态，主要是高熔点陶瓷，如SiC或Al2O3，它们以不连续的晶须、颗粒或连续纤维的形式存在。

金属基复合材料与整体合金相比，金属基复合材料的主要优点是其较高的强度、弹性模量和抗疲劳裂纹的能力，而代价是较低的韧性。研究的主要重点是提高不连续增强复合材料的延性和韧性，以及在不损失强度的情况下提高连续增强复合材料的韧性。不幸的是，生产mmc的成本很高。在具有连续强化的微型机中，关键问题包括成本、加工和有用形状的可生产性。

金属基复合材料连续增强的mcs以溢价提供最大的强度和刚度。先进飞机的起落架可以使用连续增强的mcs来减轻重量和增加环境阻力。其他候选应用包括超音速飞机外壳和需要高温强度的发动机结构。不连续增强的金属复合材料，包括晶须或颗粒，提供了更高的强度和刚度，但比未增强的金属成本更高。他们可以在轻载、刚度关键的机身部件中找到应用，在这些部件中，增强的疲劳或抗断裂能力并不是必需的。例如惯性制导系统、舵、逃生舱口和飞机液压系统。

金属基复合材料具有连续增强的mcs在纤维基体相容性、纤维成本、纤维尺寸和纤维涂层技术方面存在问题。与固结技术相关的是生产和制造成本，包括加工后的成型、成形和加工，以及设计性能的建立。晶须和颗粒微芯片需要专门设计的模具进行初级加工。实现颗粒的均匀分散和生产控制或减少晶须或颗粒大小是困难的，加工成本高。

金属基复合材料使用微型机的主要障碍是它们的高成本。其他障碍包括机械性能测量缺乏标准化和加工困难。过程开发和标准化对于连续和不连续的mmc都是必需的。其他约束包括低断裂韧性和较差的横向力学性能。由于这些限制适合小众应用，但不是主要使用在下一代商业运输飞机。最有可能在商用飞机上首先应用的是发动机;然而，发动机的应用不在本研究的范围之内。