粉末冶金纖維強(qiáng)化材料(fiber reiforced composit by powder metallurgy)

用粉末冶金方法將纖維(或晶須)與基體材料復(fù)合而成的粉末冶金材料。作為強(qiáng)化組元的纖維可以是連續(xù)長(zhǎng)纖維，也可以是短纖維；其排布可以是一維(單向)、二維或多維編織。組元選擇的一般原則是：纖維的強(qiáng)度和模量應(yīng)高于基體；纖維與基體間潤(rùn)濕但不產(chǎn)生明顯的互溶或化學(xué)反應(yīng)，即應(yīng)該是化學(xué)相容的；熱膨脹系數(shù)應(yīng)該匹配。根據(jù)基體材料的不同，可分為聚合物基、金屬基和陶瓷基纖維強(qiáng)化材料。粉末冶金工藝比較適于制造后兩類(lèi)復(fù)合材料。常用的方法有：冷壓-燒結(jié)、熱壓、反應(yīng)燒結(jié)、原位反應(yīng)等。

金屬基纖維強(qiáng)化材料與聚合物基相比，發(fā)展得較晚。較成熟的體系有：硼纖維-鋁(鋁合金)、碳纖維-鋁(鋁合金)、硼纖維-鈦(鈦合金)、a-Al₂O₃纖維-鎳合金等。此外，以銅、鎂、金屬間化合物等為基的纖維強(qiáng)化材料，難熔金屬纖維強(qiáng)化材料，也進(jìn)行了許多研究工作。金屬基纖維強(qiáng)化材料主要用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片、螺旋槳翼梁、空心抗壓板、飛機(jī)蒙皮、汽車(chē)活塞等。幾種硼纖維強(qiáng)化鋁合金的典型性能列于表。

幾種硼纖維強(qiáng)化鋁合金的典型性能

50％為體積百分?jǐn)?shù)，以下同；Borsic為sic涂層的硼纖維。

陶瓷基纖維強(qiáng)化材料發(fā)展得更晚。除部分產(chǎn)品在高技術(shù)和軍工上得到應(yīng)用外，尚處在研究、發(fā)展之中。但預(yù)料，在解決高溫結(jié)構(gòu)材料方面是很有前途的一類(lèi)材料。比較成熟的體系有：碳纖維強(qiáng)化硅硼玻璃、鋰鋁硅或鎂鋁硅玻璃(陶瓷)；碳化硅纖維強(qiáng)化鋰鋁硅或鎂鋁硅玻璃(陶瓷)；碳化硅纖維強(qiáng)化氮化硅；石英纖維強(qiáng)化氧化硅；碳化硅纖維強(qiáng)化碳化硅等。