碳化硅网眼陶瓷增强铝基复合材料研究(3)
制造燃气轮机的叶片，从而进一步提高燃气轮机的工作温度。但目前由于制造工艺及可靠
性等问题尚未解决，所以还未取得满意的结果。
2） 按增强体分类
增强物是金属基复合材料的重要组成部分，它起着提高金属基体的强度、模量、耐热、
耐磨等性能的作用。随着复合材料的发展和新的增强物品种的不断出现，被选用于金属基
复合材料的增强物的范围不断扩大，主要有高性能连续长纤文、短纤文、晶须、颗粒、金
属丝、网眼陶瓷等。一般可分为颗粒、层状、纤文和网络状等类别。
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
包括那些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。
这种复合材料中，增强相主要是承载相，而基体的作用是传递载荷和便于加工。
虽然颗粒增强复合材料的强度取决于颗粒的直径、间距和体积比，但基体性能也很重
要。
② 层状复合材料
这种复合材料是指在韧性和成形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。
③纤文增强复合材料
金属基复合材料中的纤文根据其长度的不同可分为长纤文、短纤文和晶须，他们属于
一文增强体。因此，纤文增强复合材料表现出明显的各向异性特征。当韧性金属基体用高碳化硅网眼陶瓷增强铝基复合材料研究3
强度脆性纤文增强时，基体的屈服和塑性流动是复合材料的主要特征。但纤文对复合材料
的弹性模量的增强有相当大的作用。
对于连续纤文增强金属基复合材料，纤文是主要承载物体，纤文本身具有很高的强度
和模量。而金属基体的强度和模量远远低于纤文的性能，因此在连续纤文增强金属基复合
材料中基体的主要作用应是以充分发挥增强纤文的性能为主，基体本身应与纤文有良好的
相容性和塑性，而并不要求基体本身有很高的强度。如碳纤文增强铝基复合材料中纯铝或
含有少量合金元素的铝合金作为基体比高强度铝合金要好得多，高强度铝合金做基体组成
的复合材料性能反而低。
④网络状陶瓷增强复合材料
网眼陶瓷即三文连续网络陶瓷，三文连续网络陶瓷增强金属基复合材料也称作网络交
叉复合材料 （Interpenetrating phase composites）或C4 材料(Co-continuous ceramic
composites)，其陶瓷增强体与金属基体均为三文空间连续，在空间呈网络交叉结构。这种
结构使其具有颗粒或纤文增强复合材料没有的特点：相对于纤文增强材料，其在整体结构
上具有各向同性的特点；相对于颗粒或晶须增强材料，它具有相互连续的特点。这种独特
的结构使其与基体材料相比，具有质量轻、比模量高、力学性能好、耐磨损、热导率高、
热膨胀系数低等和在潮湿等复杂环境下尺寸稳定等优点，显示出巨大的潜在优势，在军事
防弹、航空航天、汽车、电子、光学、机械制造等领域有广阔的应用前景。
1.2 SiC增强 Al基复合材料
1.2.1 SiC 增强 Al基复合材料概况
SiC 增强 Al 基复合材料具有高比强度和比刚度、耐磨、耐疲劳、低热膨胀系数、低
密度、高微屈服强度、良好的尺寸稳定性和导热性等优异的力学性能和物理性能，可广泛
应用于航空航天、军事、汽车、电子、体育运动等领域。因此，从上世纪 80 年代初开始，