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第1章 绪论1

1.1 复合材料的定义与分类2

1.2 金属基复合材料概述3

1.3 金属基复合材料特性5

第2章 增强体材料8

2.1 增强体的分类9

2.1.1 纤维类增强体9

2.1.2 颗粒类增强体9

2.1.3 晶须类增强体9

2.1.4 其他增强体10

2.2 纤维类增强体11

2.2.1 碳纤维11

2.2.2 硼纤维13

2.2.3 碳化硅纤维14

2.2.4 氧化铝纤维17

2.3 晶须及颗粒类增强体20

2.3.1 晶须增强体20

2.3.2 颗粒增强体22

2.4 金属丝22

第3章 金属基复合材料的设计24

3.1 金属基复合材料的可设计性24

3.1.1 复合材料的可设计性24

3.1.2 复合材料设计的研究方法25

3.1.3 复合材料的虚拟设计27

3.2 金属基复合材料的基体选择28

3.2.1 选择基体的原则29

3.2.2 结构件金属基复合材料的基体30

3.2.3 功能件金属基复合材料的基体33

3.3 金属基复合材料的增强体选择33

3.3.1 连续纤维33

3.3.2 晶须34

3.3.3 颗粒35

3.4 金属基复合材料的界面设计35

3.4.1 界面的特征与设计35

3.4.2 界面优化设计的系统工程36

3.5 金属基功能复合材料的设计特点37

3.5.1 功能复合材料调整优值的途径38

3.5.2 利用复合效应创造新型功能复合材料39

3.6 金属基复合材料的力学性能设计40

3.6.1 连续纤维增强复合材料的力学性能设计40

3.6.2 纤维增强金属基复合材料的特点45

3.6.3 短纤维及颗粒增强金属基复合材料47

3.6.4 复合材料的结构设计52

3.7 金属基复合材料的物理性能设计52

3.7.1 有效弹性模量52

3.7.2 热膨胀系数54

3.7.3 热防护梯度功能材料的设计56

3.7.4 阻尼特性58

第4章 金属基复合材料的制造技术60

4.1 概述60

4.1.1 金属基复合材料制造方法的分类60

4.1.2 制造技术应具备的条件60

4.1.3 金属基复合材料制造的关键性技术61

4.2 固态制造技术61

4.2.1 粉末冶金技术61

4.2.2 热压和热等静压技术62

4.2.3 热轧、热挤压和热拉拔技术64

4.2.4 爆炸焊接技术64

4.3 液态制造技术65

4.3.1 真空压力浸渍技术65

4.3.2 挤压铸造技术66

4.3.3 液态金属搅拌铸造技术67

4.3.4 液态金属浸渍技术69

4.3.5 共喷沉积技术71

4.3.6 原位自生成技术72

4.4 表面复合技术81

4.4.1 物理气相沉积技术81

4.4.2 化学气相沉积技术81

4.4.3 热喷涂技术82

4.4.4 电镀、化学镀和复合镀技术83

4.5 金属基复合材料制造技术的发展趋势84

第5章 金属基复合材料的成形加工85

5.1 铸造成形85

5.1.1 铸造成形方法与特点85

5.1.2 铸造成形的技术问题86

5.2 塑性成形89

5.2.1 铝基复合材料的力学性能89

5.2.2 金属基复合材料的高温压缩变形90

5.2.3 铝基复合材料的轧制塑性91

5.2.4 铝基复合材料的挤压塑性92

5.2.5 金属基复合材料的蠕变性能93

5.2.6 非连续增强金属基复合材料的超塑性94

5.3 连接96

5.3.1 应用于MMCs的常规连接技术97

5.3.2 各种常规MMCs连接技术的特点与比较100

5.3.3 新型MMCs连接技术101

5.4 机械切削加工103

5.4.1 SiCw/Al复合材料的切削加工104

5.4.2 （Al3Zr+Al2O3）p/ZL101A原位复合材料的切削加工109

第6章 金属基复合材料的界面及其表征117

6.1 MMCs界面的定义117

6.2 MMCs的界面特征117

6.2.1 界面的结合机制118

6.2.2 界面分类及界面模型119

6.2.3 界面的物理化学特性122

6.2.4 界面的稳定性135

6.2.5 界面结构及界面反应136

6.2.6 界面对性能的影响140

6.2.7 界面优化与控制界面反应的途径142

6.3 MMCs的界面表征143

6.3.1 界面组成及成分变化144

6.3.2 界面区的位错分布144

6.3.3 界面强度的表征145

6.3.4 界面残余应力的测定147

6.3.5 界面结构的高分辨观察及其原子模拟148

第7章 金属基复合材料的性能152

7.1 概述152

7.2 颗粒增强金属基复合材料154

7.2.1 颗粒增强铝基复合材料154

7.2.2 颗粒增强镁基复合材料157

7.2.3 颗粒增强锌基复合材料158

7.2.4 颗粒增强铜基复合材料159

7.2.5 颗粒增强钛基复合材料161

7.3 晶须增强金属基复合材料162

7.3.1 晶须增强铝基复合材料162

7.3.2 晶须增强镁基复合材料166

7.4 短纤维增强金属基复合材料168

7.4.1 短纤维增强铝基复合材料168

7.4.2 短纤维增强锌基复合材料170

7.4.3 短纤维增强镁基复合材料171

7.5 长纤维增强金属基复合材料171

7.5.1 碳纤维增强铝基复合材料174

7.5.2 碳纤维增强银基复合材料175

7.5.3 碳纤维增强铜基复合材料175

7.5.4 碳纤维增强铅基复合材料176

7.5.5 碳化硅纤维增强钛基复合材料176

7.5.6 碳化硅纤维增强金属间化合物基复合材料177

7.6 内生增强金属基复合材料179

7.6.1 内生增强铝基复合材料179

7.6.2 内生增强钛基复合材料182

7.7 混杂增强金属基复合材料183

7.7.1 室温力学性能183

7.7.2 耐磨性能184

7.7.3 热物理性能185

7.7.4 高温性能186

第8章 金属基复合材料的损伤与失效187

8.1 金属基复合材料损伤的基本理论187

8.1.1 基体损伤模型187

8.1.2 脆性材料的失效准则188

8.1.3 界面损伤模型188

8.2 金属基复合材料的拉伸性质及其损伤机制188

8.3 典型金属基复合材料的损伤分析189

8.3.1 连续纤维增强金属基复合材料189

8.3.2 短纤维／晶须增强金属基复合材料191

8.3.3 颗粒增强金属基复合材料193

8.4 脆性纤维增强金属基复合材料失效特点195

8.5 复合材料失效过程的发展阶段197

8.5.1 研究复合材料失效过程的概率方法198

8.5.2 损伤统计累积时复合材料的承载能力198

8.5.3 损伤累积函数和短纤维段的强度分布200

8.5.4 复合材料完全失效的过渡201

8.5.5 组元物理化学相互作用的影响203

8.6 长纤维增强金属基复合材料的失效机制205

第9章 金属基复合材料的应用与发展趋势207

9.1 金属基复合材料的应用207

9.1.1 航天领域的应用207

9.1.2 航空领域的应用210

9.1.3 汽车工业上的应用213

9.1.4 电子封装领域的应用216

9.2 金属基复合材料的再生与回收218

9.2.1 金属基复合材料的再生218

9.2.2 金属基复合材料的回收221

9.3 金属基复合材料应用的制约因素222

9.3.1 增强体的成本222

9.3.2 制备方法222

9.3.3 生产数量223

9.3.4 局部增强手段223

9.3.5 二次加工性能223

9.3.6 回收能力224

9.3.7 质量控制体系224

9.4 金属基复合材料的发展趋势224

参考文献227