碳化硅网眼陶瓷增强铝基复合材料研究(4)
世界各国竞相研究开发这类材料，从材料的制备工艺、微观组织、力学性能与断裂特性等
角度进行了许多基础性研究，取得了显著成绩。目前，各国相继进入了碳化硅颗粒增强铝
基复合材料的开发与应用阶段，在美国和欧洲发达国家，该类复合材料的工业应用已开始，
并且被列为2l 世纪新材料应用开发的重要方向。
1.2.2 SiC增强 Al基复合材料研究现状与应用
作为结构材料，碳化硅铝复合材料已被大规模应用于直升机旋翼系统上。英国航天金
属基复合材料公司（AMC）采用机械合金化粉末冶金法研制出了高刚度、耐疲劳的碳化
硅铝复合材料，已成功地应用于法国 Eurocopter公司生产的EC-120 新型民用直升机。美
国DWA 公司的25%SiCp/6061Al复合材料仪表支架已用于 Lockheed 飞机上的电子设备，碳化硅网眼陶瓷增强铝基复合材料研究4
BP公司研制的 SiCp/2124A1 自行车框架也已经在 Raleigh’s赛车上使用。
作为仪表级材料，由于其具有高刚度、低密度、高微屈服强度、低热膨胀系数、好的
导热性和尺寸稳定性，早在 1985 年，美国就采用碳化硅铝复合材料制成导弹惯性器件仪
表壳体，用来替代铍合金和铝合金，并发展为继铝合金、铍合金之后的第三代航天惯性器
件。1985 年以后，这种材料迅速应用到航天飞机、导弹和卫星等航天器的零部件上。
作为光学材料，国外用碳化硅颗粒增强铝基复合材料制作轻量化光学反射镜。1987～
1988 年美国ACMC公司与亚利桑那大学光学研究中心合作，采用碳化硅颗粒增强铝基复
合材料研制成超轻量化（ULW）空间望远镜（包括结构桁架部件与反射镜）和坦克激光
反射镜。该 ULW空间望远镜的主镜直径 0.3m，整个望远镜仅重 4.54kg。
作为电子材料，LEC 公司生产的碳化硅铝复合材料 1996 年应用于 GM 电动汽车和
EV1 客车上，替代了Cu/W合金。1997 年用该材料制作IRIDI.UMO 的系统部件，应用于
Momrola 公司发射的卫星上，并决定以后 70 多颗卫星均使用该材料。这一应用是电子级
颗粒增强铝基复合材料发展的新的里程碑。
作为耐磨材料，Alcan 公司生产的碳化硅铝复合材料汽车刹车片已于 1995 年由福特
汽车和丰田汽车正式投入使用。Lanxide 公司生产的碳化硅铝复合材料汽车刹车片，于
1996 年投入批量生产，日产量 1000 片。
1.3 网眼陶瓷/金属基复合材料
1.3.1 网眼陶瓷/金属基复合材料概况
网眼陶瓷/金属复合材料是近年发展起来的陶瓷/金属复合材料的一种材料结构形式，
即增强体(陶瓷)在三文空间连续(连通)， 基体(金属)也在三文空间连续(连通)， 增强体(陶
瓷)与基体(金属)在空间呈交织网络结构。它具有显著的优点或特点：由于增强体(陶瓷)
在三文空间连续(连通)， 有利于将集中在点或面上的应力迅速地在空间体范围内分散和传
递， 因而可以大幅度地提高复合材料的承载能力或抗冲击能力；由于基体(金属)在三文
空间连续(连通)，使得对复合材料的整体增韧效果大幅度增强；由于增强体(陶瓷)与基体
(金属)在空间呈交织的双连续三文网络结构， 使得增强体(陶瓷)与基体(金属)的结合得到
大幅度改善；同时，这种复合结构形式既利用了陶瓷的高硬度、高模量、高强度， 低密
度又能更好地利用金属的韧性和吸波作用。
网眼陶瓷/金属基复合材料的金属相可以是金属或合金，如Al、Mg、Cu、Ni、Fe及
其合金，还可以是NiAl、TiAl3等金属间化合物及其他添加了增强相的金属基复合材料。