连续纤维增强金属基复合材料的研制进展及关键问题

王 涛， 赵宇新， 付书红， 张 勇， 曾维虎， 韦家虎， 李 钊

(北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室，北京100095)

连续纤维增强金属基复合材料是利用高强度、高模量、低密度的硼纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、碳纤维与石墨纤维等作为增强体，与相应的金属基体复合而成。其中增强纤维绝大多数情况下是作为承载组分，而金属基体主要起黏结纤维、传递载荷、部分承载的作用。由于性能优良的连续纤维加入，使得复合材料具有轻质，比强度、比模量高，耐磨性强，耐高温性能好，导电、导热性好，抗疲劳，抗老化等优良的综合性能，在先进武器、航空航天等领域有着广阔的应用前景。目前国内外研究机构和学者对连续纤维增强金属基复合材料进行了大量的研究，本工作对其研究现状、应用情况进行概括，对该类复合材料研制过程中的关键问题如界面问题、成型问题、制备工艺、性能等进行总结，并提出相应的研究方法和研究思路。

1 连续纤维增强金属基复合材料的种类及其应用情况

1.1 纤维增强铝基复合材料

目前已经成功应用于铝基复合材料的连续长纤维有硼纤维、碳(石墨)纤维、SiC纤维、Al2O3纤维和不锈钢丝等。纤维的加入显著地提高了合金的比强度、比刚度、抗疲劳和磨损性能、高温性能等。

1.1.1 硼纤维增强铝基复合材料

硼纤维性能好、尺寸较大(φ=100～140μm)，使硼-铝复合材料在制造工艺上较为简单，是连续纤维增强金属基复合材料中最早研究成功和应用的材料之一。……