第八章 金屬基復合材料(MMC)制備工藝(8.4)

    8.4 金屬基復合材料的界面和界面設計
    8.4.1金屬基復合材料的界面


    8.4.2金屬基復合材料的界面優化以及界面設計
    改善增強劑與基體的潤濕性以及控制界面反應的速度和反應產物的數量,防止嚴重危害復合材料性能的界面或界面層的產生,進一步進行復合材料的界面設計,是金屬基復合材料界面研究的重要內容。從界面優化的觀點來看,增強劑與基體的在潤濕后又能發生適當的界面反應,達到化學結合,有利于增強界面結合,提高復合材料的性能。
    金屬基復合材料的界面優化以及界面設計一般有以下幾種途徑:
    8.4.2.1增強劑的表面改性處理
    增強材料的表面改性(涂層)處理可起到以下作用:
   (1)改善增強劑的力學性能,保護增強劑的外來物理和化學損傷(保護層);
   (2)改善增強劑與基體的潤濕性和粘著性(潤濕層);
   (3)防止增強劑與基體之間的擴散、滲透和反應(阻擋層)
   (4)減緩增強劑與基體之間因彈性模量、熱膨脹系數等的不同以及熱應力集中等因素所造成的物理相容性差的現象(過渡層、匹配層);
   (5)促進增強劑與基體的(化學)結合(犧牲層)。
    常用的增強材料的表面(涂層)處理方法有:
    PVD、CVD、電化學、溶膠-凝膠法等。
    常用纖維涂層種類:
    SiC纖維 ― 富碳涂層、SCS涂層等;
    硼纖維 ― SiC涂層、B4C等;
    碳纖維 ―TiB2涂層、C/ SiC復合涂層等。
    8.4.2.2金屬基體改性(添加微量合金元素)
    在金屬基體中添加某些微量合金元素以改善增強劑與基體的潤濕性或有效控制界面反應。
   (1)控制界面反應。
   (2)增加基體合金的流動性,降低復合材料的制備溫度和時間。
   (3)改善增強劑與基體的潤濕性。
    8.4.3金屬基復合材料的性能