铜是生命所必需的微量元素之一，正常人体中含铜量约为100—150 mg。人体中铜大都存在于和中枢神经系统，对　　　　人体造血，细胞成长、某些酶的活动及内分泌腺功用有重要效果，但摄入过量，则会影响消化系统，引起腹痛、吐逆。人的口服致死量约为10克。　　铜对低一级生物和农作物毒性较大，其质量浓度达0.1—0.2mg／L即可使鱼类致死，与锌共存时毒功能够添加，对贝类水生生物毒性更大，一般水产用水要求铜的质量浓度在0．0lmg/L以下。关于农作物，铜是重金属中毒性最高者，植物吸收铜离子后，固定于根部皮层，影响营养吸收。灌溉水中含铜较高时，即在土壤和作物中堆集，可使农作物枯死。铜对水体自净效果有较严峻的影响，当其质量浓度为0.001mg／L时，即有细微抑制效果，质量浓度为0.0lmg／L时，有显着抑制效果。

在轿车行业中运用铸造铝合金的零部件许多，比如发动机缸体、活塞、汽缸盖，冷却体系中的水泵、接头，焚烧体系中的汽油泵、喷嘴、变速体系中的变速箱等等。对此类铝合金铸件来说，假如发生油水走漏，会严重影响整车的功能。为此选用浸渍技能对其进行处理是较有用的，且能节约资源、节约能源，一起也有利于环境保护。　　　　众所周知，金属材料零部件在铸造过程中，会因其凝结缩短而发生缩短孔，这就不可防止地由、氮气等气体引起气孔缺点。别的，不必铸造法而用粉末冶金法制作的金属烧结体和陶瓷烧结体，自身就是多孔体。为了进步它们的机械功能，就必须消除和削减其内部的孔隙缺点。因此，研讨开发浸渍技能的意图就在于此。　　　　现在，据有关资料记载，浸渍技能主要有以下三种办法∶　　　　内部加压浸渍法；　　　　浸渍前抽真空一加压法；　　　　浸渍后抽真空一加压法。　　　　被浸渍的物体内部若有孔隙，就必须用浸渍液将其间的空气置换出来。而处于真空或减压状态下，浸渍液很简单置换其间的空气。另一方面，即便在浸渍液与被浸渍物之间的湿润性差、浸渍速度变快的情况下，能够经过升压泵有用地发生高液压，进而在真空加压下，经过加热被浸渍物，添加浸渍液流动性，这样就能够在温度散布均匀的情况下进行优质的浸渍处理。　　　　加压浸渍法有许多长处，但进行加压一真空一高温处理时，技能上也有必定的难度，一起关于压力容器的运用在法律上也有许多约束。图1所示的高温真空加压浸渍设备克服了上述问题。如前工序1(加热+加压处理)中，在加热的一起进行加压，槽内的气体分子数会添加，使对流传导功率进步，从而使浸渍液与被浸渍物的温度散布均匀。在前工序2(真空处理)中，能够扫除被浸渍物中的空气、水分、有机气体等不纯物质。经过真空处理后，进步了浸渍液的浸透性。　　　　在浸渍工序1(浸渍处理)中，例如用升降机械将被浸渍物放到浸渍液中，使浸渍液浸透到被浸渍物内部。而浸渍工序2(加压浸渍处理)能够使浸渍液浸透到被浸渍物内部，若运用高黏性的浸渍液，就连真空处理不充沛也能发生充沛的浸透作用。一起，因为加压也可抑制浸渍时发生气泡。经过加工工序(冷却+排气处理)将被浸渍物提起进行冷却，使浸渍液硬化。随后，减压使被浸渍物回到大气中，而此刻，被硬化的浸渍液中气泡也会胀大。　　　　为了使浸渍技能运用于轿车发动机活塞的制作中，在浸渍过程中尽量把压力控制在必定范围内，以防止运用高压容器，而且对重力铸造设备进行改善。一起，还开发了0.8兆帕以下的低压浸渍法。　　　　2 低温浸渍法制作铝合金复合材料　　　　作为轿车发动机活塞等零部件用铝合金复合材料，分量必需要轻，且要耐高温。本来此类零部件是用高压铸造法和粉末冶金法出产的。可是，这两种办法难以出产大型且形状杂乱的零部件。为了防止这些缺点，咱们选用了金属纤维作强化材料的金属复合材料，并用低压浸渍法来出产大型且形状杂乱的金属复合材料零部件。经过实验验证了低压浸渍法适用于制作铝合金复合材料，且可在有凝结缩短缺点和流动性差的情况下取得无孔隙的复合材料。　　　　选用ASTM标准中的A3360(Al，13%Si，1.5%Ni，1.3%Cu，1.3%Mg)作为基体合金。选定日本绷簧株式会社出产的铁铬硅(Fe，20%Cr，5%Si)纤维作为强化材料，这种金属纤维与铝合金液的湿润性好，一起它是由熔液萃取法出产的微细晶粒，因此具有较高的强度特性。具体来说，它在室温及673K下，其抗拉强度别离到达950兆帕和650兆帕，其延伸率别离为15%和30%。

麻省理工学院机械工程系终身教授方绚莱博士参与开发的微型晶格纳米架构材料，在全球知名的《麻省理工学院技术评论》评选的2015年十项可能改变世界的技术中，如今，基于这项颠覆性技术，方绚莱回国创业，力争弥补我国在功能性复合材料领域的空白。该技术所用的材料都是以往所熟悉的塑料、金属和陶瓷等材料，新技术通过改变材料结构提升性能，使材料在拥有原本高强度、高硬度的同时，大幅减轻重量。中国粉体网讯　　“同样体积的铝球和铁球，同时从楼顶自由落下，哪个先落地?”使用全球最前沿的微纳米架构材料技术之后，答案可能是纸球。 由麻省理工学院(MIT)机械工程系终身教授方绚莱博士参与开发的微型晶格纳米架构材料，在全球知名的《麻省理工学院技术评论》评选的2015年十项可能改变世界的技术中，排名第二，全球仅有美国和欧洲的数支团队掌握该技术。如今，基于这项颠覆性技术，方绚莱回国创业，力争弥补我国在功能性复合材料领域的空白。日前，方绚莱在京受访时解释了这项颠覆性技术。他表示，该技术所用的材料都是以往所熟悉的塑料、金属和陶瓷等材料，新技术通过改变材料结构提升性能，使材料在拥有原本高强度、高硬度的同时，大幅减轻重量。 实现该材料结构的生产，目前主要采用一项先进的微纳米打印技术层层构建起来，但规模化生产仍然是难题。方绚莱说，希望在不断加大研发的基础上，解决产能瓶颈，达到规模效应。预计将在3-5年的时间内可以见到这项新材料的规模化应用。他表示，可以想象，这项技术在汽车、高铁、医疗等领域都将拥有非常广阔的应用前景，并对相关工业产生巨大影响，颠覆复合材料的生态体系。 业内人士称，国内新材料产业与国际先进水平仍存在较大差距，颠覆性技术的研发与投资将有助于提升国内新材料及先进制造业技术水平。

一、前语钨铜复合材料因为本身的许多优秀特性，现在已广泛运用于大容量真空断路器和微电子范畴［1～4］。钨具有高的熔点、低的线膨胀系数和高的强度；铜具有很好的导热功能和导电功能。两种金属各有所长，但钨、铜互不相溶，通过粉末冶金技能制作的钨铜复合材料兼具钨、铜的优势，能够满意许多范畴材料的运用要求。例如钨的抗熔焊功能和抗腐蚀才能好，铜的导电功能好，两者结合用于真空断路器，能够满意真空断路器大容量开断要求；钨的线膨胀系数小，铜的导热功能好，钨铜复合材料用作大规模集成电路和微波器材中的散热元件，能够有用削减因散热缺乏和线膨胀系数差异导致的应力问题，延伸电子元件的运用寿命。因为钨和铜互不相溶，所以用传统的烧结办法制作全细密度钨铜复合材料会遇到许多困难，通过各国科研人员的尽力，发明晰许多办法加工细密的钨铜复合材料［5～17］。本文在全面调研的基础上总述了国内外有关文献的研讨成果，具体叙说各种技术及其特色，以供参阅。二、钨铜复合材料的制备技术钨、铜的熔点相差很大，钨的熔点高于铜的沸点且钨铜不互溶，一般的冶炼办法难以加工钨铜复合材料，现在只要粉末冶金办法才能使钨铜复合材料制作成为实际。其制取办法首要分为两大类熔渗法和直接烧结法。近年来，因为纳米技能的飞速开展，直接烧结法取得了很大的开展。（一）熔渗法熔渗法分为高温烧结钨骨架后渗铜和低温烧结部分混和粉后渗铜两种办法。1、高温烧结钨骨架法高温烧结钨骨架法的典型技术如下此种办法能够制得相对密度>99.2%的钨铜材料［5］。因为选用高温烧结，所以W复原很充沛，低熔点杂质及难复原的贱价氧化物都能够通过蒸发和热分化除掉。钨铜材料的含氧量较低、纯度较高，高温烧结办法适宜于制作铜的质量分数［φ（Cu）］不大于15%的钨铜材料。运用高温烧结法制作的材料相对密度高，归纳功能好。高温烧结钨骨架法的仅有缺陷是加工技术周期长且杂乱，加工本钱较高。2、部分混合粉烧结渗铜法部分混合粉烧结渗铜法的技术大致有以下两种此种办法技术流程简略，适宜于制作φ（Cu）>20%的钨铜复合材料。这种办法加工的钨铜材料，铜沿着钨晶界散布，钨骨架强度不如高温烧结法，如用此法作为断路器中的触头材料，易发作烧蚀现象。此法对原材料成分要求较高，不然产品会含有较多的杂质和气体。b.文献［6］介绍了超细钨粉的打针成形技术和熔渗技术，技术流程如下这种技术加工的W10%Cu和W20%Cu相对密度均大于99%，运用打针成形技术能够制取形状杂乱的零部件。此技术中熔渗烧结时刻对产品的功能影响较大，跟着熔渗时刻的添加，产品的相对密度、硬度、强度均有所提高，但超越某临界值后功能反而下降。这是因为超细粉的烧结机理所决议的，超细粉的熔渗烧结进程中呈现固溶析呈现象。（二）直接烧结法望文生义，直接烧结法是将所需成分的钨和铜的混合粉限制成形后直接烧结制得产品。依据所用混合粉制取办法的不同，首要有混合氧化物共复原法和机械合金化等技术；按粉末粒度巨细不同，机械合金化粉又分为一般机械合金化粉和机械合金化纳米粉；别的还有液相活化烧结法。曾经这种技术烧结后得到的钨铜材料密度较低（相对密度小于97%）尤其是φ（Cu） 25%的钨铜材料，相对密度简直能够到达99%，但关于φ（Cu）

铝青铜化学成份铜 Cu 其他铅 Pb≤0.02(杂质)镍 Ni4.0～5.0铝 Al8.5～10.0铁 Fe4.0～5.0锰 Mn0.8～2.5硅 Si ≤0.15(杂质)碳 C≤0.10(杂质)硬度 ≥1570HB铜的熔点为1083摄氏度，要铸出青铜，焚烧温度须到达1200摄氏度青铜原指铜锡合金，后除黄铜、白铜以外的铜合金均称青铜，并常在青铜名字前冠以榜首首要增加元素的名。锡青铜的铸造功能、减摩功能好和机械功能好，合适於制作轴承、蜗轮、齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛运用的轴承材料。铝青铜强度高，耐磨性和耐蚀性好，用於铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨等。铍青铜和磷青铜的弹性极限高，导电性好，适於制作精细绷簧和电触摸元件，铍青铜还用来制作煤矿、油库等运用的无火花东西。

1.铝碳化硅陶瓷复合材料概述　　铝碳化硅陶瓷复合材料　　铝碳化硅陶瓷颗粒增强复合材料是金属和陶瓷的复合材料。与传统的金属材料比较，颗粒增强铝基复合材料不只兼有金属的高塑性、高韧性和增强颗粒的高模量、高硬度，一同具有各向同性，是运用远景很广的材料。碳化硅颗粒增强铝基复合材料可用来制作卫星及航空结构材料，如卫星支架、结构连接件、管材、各种型材、翼、制导元件;制作飞机零部件等，开展这种材料具有重要的战略意义。　　2.铝碳化硅复合材料的特性　　碳化硅颗粒增强铝基复合材料碳化硅和颗粒状的铝复合而成，其间碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(出产绿色碳化硅时需求加食盐)等质料在电阻炉内经高温训练而成，再和增强颗粒铝复合而成。　　增强颗粒铝在基体中的散布情况直接影响到铝基复合材料的概括功用,能否使增强颗粒均匀松散在熔液中是能否成功制备铝基复合资料的要害,也是制备颗粒增强铝基复合资料的难点地址。纳米碳化硅颗粒散布的均匀与否与颗粒的大小、颗粒的密度、添加颗粒的体积分数、熔体的粘度、搅拌的办法和搅拌的速度等要素有关。　　3.铝碳化硅复合材料利益　　铝基复合材料具有高导热、密度小、本钱低，一级概括优势，是金属基材猜中的重要品类，在国际国内规划内有广泛研讨并运用于工业化出产。铝基复合材料包含纤维增强和颗粒增强两大类。其间颗粒增强铝基复合材料本钱低、功用安稳且易完结规划出产，变成铝基复合材料研讨和运用的抢手方向。以铝合金为基体的复合材料有铝碳化硅和硅铝等，广泛运用于航空航天、电子信息、壳体封装和现代交通等广泛领域。　　铝碳化硅是以铝合金作基体，碳化硅颗粒为增强体的颗粒增强金属基复合材料，融合了碳化硅陶瓷和金属铝的不一样优势，是第三代微电子封装材料产品，具有高导热、高刚度、低密度、适合的膨胀系数等特征，能有用进步电子器件的封装热管理能力。一同以其耐腐蚀、可加工功用好和易回收的优势，铝碳化硅运用于工业规划化出产可下降本钱，在军用和民用领域得到推广。与传统材料比照，颗粒增强金属基复合材料不只兼有金属的高耐性、高塑性利益和增强颗粒的高硬度、高模量利益，并且材料各向同性，可选用传统的金属加工技术进行加工，因此备受我们重视。　　4.铝碳化硅复合材料制备工艺　　粉末冶金法　　粉末冶金法具有一些共同的利益，如可任意调理增强相的体积分数(最高可达70%)，较精确地操控成分比，且其增强颗粒的粒径在纳米范围内可调。此外，粉末冶金工艺的烧结温度较低，可有用减轻增强体与基体间的有害界面反响，制得的复合材料具有杰出的力学功能。近年来，进一步开宣布机械合金化-粉末冶金法。该法制备的复合材料，其增强体颗粒散布均匀，粒度在纳米至微米范围内可调，增强相的体积分数可高达70%，与基体的界面结合杰出，所制备的复合材料力学功能优异。美国DWA公司选用机械合金化-粉末冶金法出产了碳化硅颗粒增强铝基复合材料，已将其运用于轿车、飞机、航天器等。　　压力铸造法　　此法是将液态或半液态金属基复合材料或金属以必定速度填充压铸模型腔，或增强材料预制体的空地中，在压力效果下使其快速凝结成形而制备出金属基复合材料，包含揉捏铸造法、离心铸造法、气体压力浸透铸造法等。现在，出产运用中运用较多的是揉捏铸造法，其具体办法是：首先把碳化硅颗粒增强相以恰当的粘结剂粘结制成预制块，然后装入铸模，浇入精粹的铝基体金属熔体，并当即加压使熔融的金属熔体浸渗到预制块中，凝结之后即得碳化硅颗粒增强铝基复合材料。压力铸造法的首要利益是：可大批量制作颗粒增强铝基复合材料的零部件，成本低;浸渗时熔体与增强材料在高温下触摸时间短，避免了界面反响产品对复合材料的晦气影响;高压效果促进了熔体对增强材料的潮湿，增强材料无需进行表面预处理;所制备材料的安排细密，无气孔。　　喷发堆积法　　此法是将液态金属在高压下雾化，并在其流出时将增强颗粒喷发入金属液中，两相混合的雾化液体随后在容器中堆积成形。喷发堆积法选用不同形状的基体和不同的基体运动方法可获得管坯、圆柱坯、带坯等不同产品。此法的利益是可直接由液态金属雾化和堆积构成具有快速凝结安排和功能特征及必定形状的坯件;确保了增强颗粒在基体中的散布均匀性;冷却速度很快，避免了增强颗粒与金属基体之间的界面反响;对界面的潮湿性要求不高，晶粒非常细微。

钨铜复合材料因结合了钨和铜的许多优秀的特性（如钨的高熔点，底线膨胀系数和高强度，铜的杰出的导电和导热性），而具有杰出的导热和导电性，耐电弧侵蚀性，抗熔焊性和耐高温抗氧化等特色，现在现已广泛使用于电力，电子，机械，冶金等职业  钨铜合金材料自20实践30年代面世以来，在很长一段时间内首要用作各类高压电器开关的电触头。正是因为钨铜复合材料高的耐压强度和耐电烧蚀功能，使高压电器开关中不行短少的要害材料。到了60年代，钨铜材料作为电阻焊和电制作的电极和航天技术中触摸高温燃气的高温材料逐渐得到使用，可是知道80年代，跟着钨铜材料加工技术的改善及质量的进步，钨铜复合材料才得到比较广泛和成熟的使用。20世纪90年代，跟着大规模集成电路和大功率电子器件的开展，钨铜材料作为升级换代的产品开端大规模地用做电子封装和热沉材料。伴跟着钨铜材料每一次心使用的开发，一起也促进了钨铜材料新的制取技术的不断开展。可是，钨铜材料是一种典型的假合金，因钨和铜不相溶，烧结全细密化困难，空地度较大，故对材料的导热导电功能，气密性和力学功能等有很大的晦气影响。选用传统的粉末冶金技术所制备的钨铜契合材料存在显微安排粗大，剩余空地度大；材料微观安排的均匀化不完全，产品的形状，巨细受到限制等问题，然后不能最大极限的发挥材料的潜力

1 细密化机理   一般，液相烧结差异三分阶段，一是粒子重摆放，即经过溶解一沉积的颗粒长大；二是坚固骨架的构成；三是细密化。要获得充沛细密化有必要具有以下三个条件即 固相在液相中有溶解度、液相对固相潮湿性杰出和对重摆放导致的细密化需求一定量的液体。在组元互不溶解的WCu系压坯进行液相烧结时，烧结细密化取决于 粘性活动和粒子重摆放进程，缺少溶解度和粒子之间构成安稳的桥接或网状骨架阻止液体活动，将导致细密化好不简单，若想获得充沛细密化，就有必要采纳相应办法。   2 熔渗烧结   选用钨骨架浸铜技术时，细密化除了上述机理外首要取决于液体铜充沛进入到钨骨架的孔隙中。液体铜之所以能充沛进入到钨骨架的孔隙中是根据毛细管力的效果， 可用液体在毛细管中上升高度公式H=27cosO／pgr来解说(7为表面张力；P为液体的密度；g为重力加快度；r为毛细管半径；e为接触角)，液体铜 对固体钨浸润性即接触角是随温度的上升而改进的。据资料报道液体铜对固体钨的接触角e在中1150℃ 时为28。、1250℃ 时为1O。、大于1350℃时为0。，但过高的渗铜温度会导致冷却时构成较大的铜缩孔，然后影响细密化，因而需求选取恰当的渗铜温度和采纳略有过量等办法 来进步细密度。在混合猜中参加铜粉除了可改进粉末的成形功能、进步压坯强度外，其首要意图是作为“诱导”金属参加的，多孔钨骨架在高温熔渗条件下，骨架中 的“诱导”金属熔化，使骨架内部构成连通孔隙，一起，将熔渗金属“诱”进骨架，加快细密化，因为熔融的液体铜对A1zO。粉不潮湿，所以只能熔渗到多孔钨 骨架内。   3 活化烧结   活化烧结在加工高比重合金中已得到广泛应用，增加Ni、Co元素能够改进Cu对W的潮湿性，进步钨在铜中的溶解度。有关资料指出，增加0.32%的Ni可 使W在Cu中的溶解度从1O^9进步到1O^7，这使得细密化愈加简单、充沛。   4 自润滑机理   线材轧机铜钨合金导卫因为其本身“发汗”材料的特性，在线、棒材轧制进程中，因为温度上升，会在其表面构成一层极菲薄的铜液体层，并因为钨骨架毛细管的作 用，能得到连绵不断的弥补，这就大大降低了线、棒材与导卫之间的摩擦系数，一起，这层汗液也有用避免了粘钢，进步了线、棒材的质量。

红铜即纯铜，又叫紫铜，具有很好的导电性和导热性，塑性极好，易于热压和冷压力制作，很多用于制造电线、电缆、电刷、电火花专用电蚀铜等要求导电性杰出的产品。     铬铜即赤铜。由硫化物或氧化物铜矿物提炼得来的纯铜，可用以铸钱及制造器物。 明 宋应星 《天工开物·铜》“凡铜供世用，出山与出炉，止有赤铜。以炉甘石或倭铅参和，转色为黄铜；以等药制炼为白铜；矾、硝等药制炼为青铜；广锡参和为响铜；倭铅和写［泻］为铸铜。初质则一味红铜罢了。” 郭沫若 《我国史稿》榜首编第三章第二节“他们提炼的红铜成分很纯，除天然的微量（0.10.2％）杂质外，没有人工参加锡或铅使成合金。红铜的硬度虽较差，但直接通过捶打就能制成各种东西和装饰品。” 特性高纯度，安排细密，含氧量极低。无气孔、沙眼、疏松，导电功能极佳，电蚀出的模具表面精度高，经热处理技术，电极无方向性，合适精打，细打，具有杰出的热电道性、制作性、延展性、防蚀性及耐候性等。应用范围可应用于电器、蒸溜建筑及化学工业，特别端子印刷电器路板，电线遮盖用铜带、气垫，汇流排端子。电磁开关、笔筒、屋根板等。

镁及镁合金虽具有密度低、比强度大、比刚度高和抗冲击性强等诸多优点。但是也有一些固有缺点，如硬度、刚度、耐磨性、燃点较低、不是一种良好的结构材料，使其应用受到相当大的制约。若向镁基体中添加陶瓷颗粒或碳纤维制成复合材料，则可以在很大程度上改善镁的力学性能，提高耐热和抗蠕变性能，降低热膨胀系数等。可作为复合材料增强相的颗粒有：氧化物、碳化物、氮化物、陶瓷、石墨和碳纤维等。制备镁基复合材料的工艺主要是：铸造法、粉末冶金法、喷射沉积法。 铸造法 铸造法是制备镁合金复合材料的基本工艺，可分为搅拌混合法、压力浸渗法、无压浸渗法和真空渗法等。 搅拌铸造法(Stiring Casting) 此法是利用高速旋转搅拌器浆叶搅动金属熔体，使其剧烈流动，形成以搅拌旋转轴为中心的漩涡，将增强颗粒加入漩涡中，依靠漩涡负压抽吸作用使颗粒进入熔体中，经过一段时间搅拌，颗粒便均匀分布于熔体内。此法简便，成本低，可以制备含有Sic、Al2O3、SiO2、云母或石墨等增强相的镁基复化材料。不过也有一些难以克服的缺点：在搅拌过程中会混入气体与夹杂物，增强相会偏析与固结，组织粗大，基体与增强相之间会发生有害的界面反应，增强相体积分数也受到一定限制，产品性能低，性价比无明显优势。用此法生产镁基复合材料时应采取严密的安全措施。 液态浸渗法(Liquid infiltration process) 用此法制备镁基复合材料时，须先将增强材料与黏接剂混合制成预制坯，用惰性气体或机械设备作用压力媒体将镁熔体压入预制件间隙中，凝固后即成为复合材料，按具体工艺不同又可分为压力浸渗法、无压、浸渗法和真空浸渗法。可用挤压、铸造机进行浸渗，也可以用专用浸渗装备。增强相与镁熔体之间的浸润性对浸渗过程有重要影响，是关键的工艺参数。当浸润角θ 粉末冶金法 该法是将预制的镁粉或镁合金粉与陶瓷粒子均匀地混合为一体，经真空除气、固结成形后再进行压力加工制成所需形状、尺寸和性能的复合材料半成品。粉末固结工艺有热压和冷热、温等静压。此法主要优点：基体合金组织微细，可随意调控增强相的分数，甚至可高达50%左右，陶瓷颗粒尺寸可小于5μm，但不足之处是金属粉末在制备和贮存过程中易表面氧化，对材料塑性及韧性不利;制备大尺寸锭坯及需要大型设备和模具，投资较大;所采用的温度低，不会发生有害界面反应，有利于材料塑性及韧性提高。 粉末锭坯经挤压、锻造大变形加工后，粉末颗粒会结合在一起，材料密度可接近理论值。 喷射沉积法 喷射沉积工艺是制备高性能合金材料的有效方法之一，若在喷射沉积过程中将陶瓷颗粒导入雾化锥中，与雾化颗粒共沉积，可以制得陶瓷颗粒增强的复合材料。喷射共沉积法制备AZ91、QE22合金/Al2O3或SiC颗粒复合材料的弹性模量、耐磨性都大幅度提高，膨胀系数有较大下降。 由于喷射工艺流程短，材料制备比较简单、便利;增强颗粒在基体金属中分布均匀，界面反应很轻微，因而性能优异。QE22/SiCp复合材料锭坯孔隙体积分数高达20%，经挤压后，具有优异的强度和塑性，其伸长率达到12%，而传统铸造QE22合金的伸长率只不过2%。

杯士铜QSn43 QSn442.5 QSn444 产品描述 杯士铜为添有锌,首要牌号有QSn43 QSn42.5 QSn444,铅合金元素的合金铜,有高的减摩性和杰出的可切削性,易于焊接和钎焊,在大气,淡水中具有杰出的耐蚀性,只能在冷态下进行压力制作,因含铅热制作时易引起热脆,制造在冲突条件下作业的轴承,卷边轴套锡青铜为添有锌,铅合金元素的合金铜,有高的减摩性和杰出的可切削性,易于焊接和钎焊,在大气,淡水中具有杰出的耐蚀性,只能在冷态下进行压力制作,因含铅热制作时易引起热脆,制造在冲突条件下作业的轴承,卷边轴套,衬套,圆盘以及衬套的内垫.

银的复合材料是通过复合工艺组合而成的新型材料。它既能保留Ag和基材和主要特色，并能通过复合效应获得原组分所不具备的性能，互相补充，彼此兼顾，把银用在关键部位，是一项重要的节银技术，银复合材料已成为近代先进材料的一大类。　　工业上应用含银复合材料主要分为两类：（1）银和银合金与其它金属合金的复合材料（包括面复、镶嵌复、铆钉复、包复等）；（2）以银为基的金属基复合材料（如Ag-Mey0x、Ag-C纤维、不互熔元素的烧结复合）。　　从节银技术来看，银复合材料是一类大有发展前途的新材料。

什么高功用铜基复合材料？高功用铜基复合材料介绍有哪些内容？关于这些问题咱们马上来具体介绍，首要来看高功用铜基复合材料介绍-简介：　　铜及铜合金机械功用杰出，且工艺功用优秀，易于铸造、塑性加工等，更重要铜及铜合金有杰出耐蚀、导热、导电功用，所以它们能广泛使用于电子电气、机械制作等工业范畴。可是，铜室温强度、高温功用以及磨损功用等诸多方面缺乏约束了其愈加广泛使用。而跟着现代航空航天、电子技能快速开展，对铜运用提出了更多更高要求，即在确保铜杰出导电、导热等物理功用基础上，要求铜具有高强度，尤其是杰出高温力学功用，并且要求材料有低热膨胀系数和杰出冲突磨损功用。我国第一条高速铁路京沪线总投资约200亿美元，2008年现已开工建造，触摸线年需求量近万吨，明显触摸线研制，即高强高导高耐磨铜合金功用材料研制有着很大国内外市场。电阻焊电极，缝焊滚轮，集成电路引线结构也需求高强度高导电性铜合金，现有牌号铜及铜合金高强高导方面难以统筹。所以通过引进恰当增强相复合强化办法，发挥基体和功用强化相协同作用，研制高功用铜(合金)基功用复合材料成为当今世界抢手课题。　　所谓高强高导铜合金，一般指抗拉强度(Gb)为纯铜2-10倍(350-2000MPa)，导电率一般为铜50％~95％，即50-95％IACS铜合金。国际上公认抱负目标为δb=600-800MPa，导电性至≥80％IACSE。高强高导铜合金首要使用范畴电子信息产业超大规模集成电路引线结构，国防军工用电子对抗，雷达，大功率军用微波管，高脉冲磁场导体，核配备和运载火箭，高速轨道交通用架空导线，300-1250Kw大功率调频调速异步牵引电动机导条与端环，汽车工业用电阻焊电极头，冶金工业用连铸机结晶器，电真空器材和电器工程用开关触桥等，因此这类材料许多高新技能范畴有着宽广使用远景。　　高功用铜基复合材料介绍-分类：　　1、颗粒增强铜基复合材料　　增强体首要为碳化硅和氧化铝，亦有少数氧化钛和硼化钛等颗粒(粒径一般为10μm左右)。晶须不只自身力学功用优越，并且有必定长径比，因此比颗粒对金属基体增强作用更明显，晶须常用碳化硅和铝晶须等。合金化工艺能够制备氧化物弥散强化和碳化物弥散强化铜基复合材料。　　2、纤维增强铜基复合材料　　铜或铜合金与非金属或金属纤维制作复合材料既坚持了铜高导电性、高导热性，又具有高强度与耐高温功用。制作此类铜基复合材料时，既有用长纤维，也有用短纤维。碳纤维-铜复合材料因为既具有铜杰出导热、导电性，又有碳纤维自光滑、抗磨、低热膨胀系数等特色，然后用于滑动电触头材料、电刷、电力半导体支撑电极，集成电路散热板等方面。铜-碳纤维复合材料工业出产中另一个使用实例电车导电弓架上滑块，滑块电车及电气机车上易损件，最早选用金属滑块，现在选用碳滑块，但都有缺乏之处。选用碳纤维-铜复合材料后，使触摸电阻减小，防止过热，一起进步强度及过载电流，并有优秀光滑及耐磨性。　　3、高功用显微复合铜合金　　高功用显微复合铜合金材料本世纪70年代研讨超导材料时发现。1978年美国Harvard大学Bark等人最早提出高功用Cu-X合金概念，Cu-X二元合金，X包含难熔金属W、Mo、Nb、Ta和Cr、Fe、V等元素，Cu—X材料经铸造、拉拔或轧制后，X金属沿变形方向以丝状或带状散布，构成显微复合材料，此显微复合铜合金材料特色是超高强度(最高抗拉强度可达2000MPa以上)，电导率可达82％IACS，杰出耐热性及显微复合安排和晶粒择优取向。此材料除了能够作点焊电极外，还可作推进器和热交换器，与传统铜合金材料比较，它含有合金元素总量多，但合金元素品种少。Cu—X合金以其超高强度，高电导率以及杰出耐热性引起了人们注重。现在，美国Iowa大学，Harvard大学材料系，AMES实验室以及Michigan理工大学，还有国内浙江大学在这方面作了许多研讨工作，但仍有许多理论问题和实践使用问题有待处理。　　高强高导铜基复合材料介绍-制备办法：　　1、粉末冶金法　　粉末冶金法最早开发用于制备颗粒增强金属基复合材料工艺，一般包含混粉、压实、除气、烧结等进程。粉末冶金一种近净成型工艺，材料使用率高，能够消除安排和成分偏析，并且颗粒增强相粒度和体积分数能够较大范围内调整。该办法出产铜基复合材料中结构件、冲突材料、及高导电率材料首要手法。因为铜和大部分陶瓷增强颗粒浸润性差，密度相差较大，选用液态法制备复合材料时简略发作增强物集合，导致第二相散布不均匀。粉末冶金法能够按所需份额将金属粉末和增强物混合均匀，处理了增强物散布问题。为了增强铜与增强颗粒界面结合强度，一般选用化学堆积等办法增强颗粒表面包覆Cu、Ni等金属涂层，然后再与铜粉混合均匀，使用粉末冶金办法制得复合材料[11]。因为增强颗粒包覆金属涂层后基体金属中散布愈加均匀，减少了增强物间直触摸摸，更有利地发挥了其强化作用。一起，通过包覆不同金属还能够改进界面结构，增强界面结合强度，进步复合材料归纳功用。　　2、复合铸造法　　铸造办法工业化大出产首选办法。但关于这种复合材料铸造后，一般会有辅佐形变工艺。形变强化作用会因为冷变形金属再结晶而失效。因大多数金属再结晶温度仅为其熔点温度40％左右，所以用铸造办法得到材料，其抗高温功用相对差。复合铸造工艺为美国麻省理工学院M．C．Flemings等所提出。这种办法较好处理了增强相偏析，出产工艺简略，习惯了复合材料大规模工业化出产趋势，有较大开展优势。可是复合铸造因为熔体粘度大，不利于气体和夹杂物排出，所以制备材料中常有气孔和夹杂物存在；此外，这种办法温度操控也比较困难。　　3、内氧化法　　内氧化法制备铜基复合材料最常用办法之一，可获得均匀散布细微弥散颗粒并能够准确操控强化相数量。该工艺典型使用是制各Cu—A1203弥散强化铜基复合材料，其工艺铜中添加少数固溶于铜，但比铜生成氧化物倾向大合金元素铝，制成铜铝合金粉末，从粉末表面向内部分散氧，使合金雾化粉高温及氧气气氛下发作内氧化，铝转变为氧化铝，然后气氛下把氧化了铜复原出来，但氧化铝不能复原，制成铜和氧化铝混合粉末，最终必定压力下烧结成形。用内氧化法制作Cu-A1203成形固化技能上有些问题，极难进行粉末烧结，且工艺杂乱，本钱高。内氧化法缺乏之处工序冗杂，影响制备进程要素许多，材料质量难以操控且出产本钱高，因此极大地约束了该工艺使用。。　　4、液态金属原位法　　液态金属原位反响法近年来开展起来铜基复合材料新式制备技能之一。Lee等人首要成功制备了TiB2／Cu复合材料。该办法将两种或多种合金液体充沛拌和混兼并通过化学反响发作均匀弥散散布纳米级增强物。用该法制得含5vo1％TiB2Cu基复合材料电导率达76％IACS。Chrysanthou等Cu-Ti溶液平分别参加碳黑、B203或一起参加W碳黑通过反响生成细微且均匀布TiC、TiB2、WC颗粒原位增强铜基复合材料。因为该工艺制备复合材料中增强体没有界面污染，与基体有杰出界面相容性，因此比传统复合材料具有更高导电性和机械强度。　　5、快速凝结法　　快速凝结法因为凝结进程冷却速快、开始形核过冷度大，成长速率高，成果使固、液界面违背平衡，因此呈现出一系列与惯例合金不同安排和结构特征。选用快速凝结制备铜基复合材料有以下特色：　　(1)合金元素铜中固溶度明显增大；　　(2)晶粒大大细化；　　(3)化学成分显微偏析明显下降；　　(4)晶体缺点密度大大添加；　　(5)构成了新亚稳相结构；　　(6)经时效处理后，铜基体中第二相含量进步，弥散程度增大。　　导电率稍有下降情况下，合金强度得到了明显进步，并改进了合金耐磨、耐腐蚀功用。快速凝结技能为制备高强高导铜基复合材料开发拓荒了一个新范畴。往后快速凝结制备高强高导铜基复合材料研讨重点是：通过对凝结进程和时效进程分析来优化材料成分、凝结动力学参数和时效工艺，改进显微安排结构和功用。　　6、机械合金化法　　机械合金化使用高能球磨机，按必定份额混合金属粉末或陶瓷粒子，重复研磨，使复合粉末通过重复变形、冷焊、破碎、再焊合、再破碎重复进程，可使晶粒细化到纳米级，并具有很大表面活性[17]。因为引进许多畸变缺点，彼此分散才能加强，激活能下降，使合金化进程不同于普通固态进程，因此有或许制备出惯例条件下难以组成许多新式材料。机械合金化制备铜基复合材料缺乏之处在于球磨进程中简略带入杂质元素而下降材料功用特别是导电功用，一起因为球磨时间过长而导致出产功率低下。

石墨烯是近年被发现和组成的一种新式二维平而碳质纳米材料。因为其别致的物理和化学性质，石墨烯己经成为备受瞩目的科学新星，是纳米材料范畴的一大研讨热门。在石墨烯的研讨中，根据石墨烯的无机纳米复合材料是石墨烯迈向实践使用的一个重要方向。金属/石墨烯纳米复合材料金属/石墨烯纳米复合材料是经过将金属纳米粒子涣散在石墨烯片上构成的。现在，对该类复合材料的研讨首要会集在用贵金属等功能性金属纳米粒子润饰石墨烯，这不只能够得到比金属自身功能更优越的复合材料，显现出潜在使用价值，并且能够削减贵金属的耗费，具有很大的经济价值。石墨烯与铂系金属的复合用表而积大、导电性好的碳材料负载纳米尺度的铂系催化剂能够明显进步其在质子交流膜燃料电池(PEMFC)中的电催化功能。这不只能够使催化剂表而积最大化，以利于电子的传递，并且导电性的支撑材料起到了富集和传递电子效果。现在所用的首要支撑材料是炭黑，但因为石墨烯有着愈加优异的功能，所以被以为是更为抱负的支撑材料。美国圣母大学的Kamat等用NaBH、复原H2PtCh与氧化石墨烯的混合液，组成了Pt/CE纳米复合材料，所得的复合材料在氢氧燃料电池中的电催化活性(161mW /cm2)高于无支撑的Pt (96mW/cm2)，标明石墨烯是开展电催化的有用支撑材料(图1)。图1 Pt/GE电催化反响暗示图南京理工大学汪信课题组提出了制备金属/石墨烯纳米复合物的一般道路:先制备氧化石墨，并超声剥离成氧化石墨烯;然后将金属纳米粒子附着在氧化石墨烯表而;终究复原构成石墨烯/金属纳米复合物(如图2所示)。别的，微波法是一种快速有用地制备金属/石墨烯复合材料的办法。图2制备金属/石墨烯纳米复合物的一般道路:1)将石墨氧化得到层间隔更大的氧化石墨，(2)将氧化石墨剥离得到氧化石墨烯片，(3)将金属纳米粒子附着在氧化石墨烯片上，(4)将氧化石墨烯复原成石墨烯，得到金属/石墨烯纳米复合材料石墨烯与金属Ag的复合南京理工大学汪信课题组以氧化石墨烯为基底，用AgNO3,葡萄糖及经过银镜反响，制备出具有高反射率的Ag纳米粒子薄膜。Ag的附着导致薄膜中氧化石墨烯拉曼信号的增强，其增强程度能够经过氧化石墨烯片在Ag纳米粒子的数量进行调理。图3 一步组成Ag/GO复合材料暗示图Pasrich等将Ag2SO4、参加含KOH的氧化石墨烯悬浮液中，因为氧化石墨烯上的轻基具有酚的弱酸性，在碱性条件下生成酚盐阴离子，酚盐阴离子经过芳香族亲电取代反响将电子搬运给Ag+，使Ag+被复原，生成Ag/CO复合物(如图3所示)，用胁复原该复合物得到了Ag/CE复合物。石墨烯与其他金属材料的复合Stark等不必表而活性剂，以石墨烯作为涣散剂包裹在Co表而;然后与聚合物(PMMA,PEO)复合，得到了CE/Co/聚合物复合材料。该材料结合了金属与聚合物的优异功能，为石墨烯供给了一个新的使用途径。Warne:等用简略的办法将CoCl2纳米晶附着在石墨烯上，HRTEM显现CoCl2纳米晶在石墨烯表而发作平动和滚动，终究结组成单个晶粒，在真空下退火可将CoCl2转化成Co，构成Co/CE复合物。该项研讨显现出用石墨烯作为HRTEM分析支撑薄膜的使用远景。半导体/石墨烯纳米复合材料石墨烯因为其共同的电学性质，使得其与半导体材料的复组成为一个热门研讨课题。石墨烯作为半导体纳米粒子的支撑材料，能够起到电子传递通道的效果，然后有用地进步半导体材料的电学、光学和光电转化等功能。例如，用作锂离子电池(LIB)电极材料的半导体纳米粒子与石墨烯制成纳米复合材料，能够有用阻比纳米粒子的聚会，缩短锂离子的搬迁间隔，进步锂离子嵌入功率;一起，能够缓解锂离子嵌入-嵌出所形成的体积改变，改进电池的循环安稳性。石墨烯与TiO2的复合TiO2因其安稳、无污染的特性而成为最佳的光催化材料之一。因为光激起TiO2发生的电子空穴对极易复合，所以使用石墨烯共同的电子传输特性下降光生载流子的复合，然后进步TiO2光催化功率成为了一个研讨热门。图4 (a) TiO, /GE及其受紫外光激起暗示;(b)以石墨烯为载体组成多组分催化体系暗示图美国圣母大学的Kamat等将氧化石墨粉末参加TiO2胶体涣散液中超声，得到包裹着TiO2纳米粒子的氧化石墨烯悬浮液，在氮气的维护下用紫外光照耀悬浮液，得到TiO2/CE复合材料。TiO2作为光催化剂将光电子从TiO2搬运至氧化石墨烯片上，紫外光被以为起到了复原剂的效果(图4a)。该法不只供给了一种氧化石墨烯的紫外光辅佐复原技能，并且为取得具有光学活性的半导体/石墨烯复合材料拓荒了新的途径。最近，该课题组初次组成了以石墨烯为载体的多组分催化体系，他们首要经过光激起将电子从T1O2转至氧化石墨烯片上，部分电子用于氧化石墨烯的复原，其他的电子储存在复原后的石墨烯片上;然后向石墨烯悬浮液引进AgNO3，储存在石墨烯片上的电子将Ag+复原成Ag，然后组成了TiO2和Ag处于别离方位的二维TiO2/Ag/CE催化体系(图4b)。石墨烯与Co3O4的复合Co3O4是一种重要的磁性P型半导体，在催化剂、磁性材料、电极材料等范畴有着很大的使用价值Co3O4与石墨烯的复合被以为能够改进其功能并扩展其使用范畴。图5使用金属有机前驱体组成Co/GE和Co3O4/GE复合材料暗示图Yang等研讨了使用金属有机前驱体组成金属或金属氧化物与石墨烯的复合材料的办法，他们用酞著钻(CoPc)与氧化石墨烯片在中混合后用胁复原，组成了CoPc/CE复合物;然后将所组成的复合物在维护下高温分化生成Co/CE复合物;终究将Co/CE复合物在空气中氧化生成Co3O4/CE复合物(如图5所示)。石墨烯与SnO2的复合现在，SnO2的一个重要开展方向是代替碳材料作为锂离子电池(LIB)负极材料，但因为SnO2充放电过程中体积改变大，然后下降了其循环安稳性。研讨者期望经过其与石墨烯的复合来改进这一点。石墨烯与ZnO的复合ZnO半导体因为具有宽的带隙和较大的激子结合能，在场发射显现器、传感器、晶体管等范畴具有潜在的使用价值。国内外研讨者期望经过其与石墨烯的复合进一步扩展其使用规模。图6水热法在石墨烯片上组成规矩摆放的ZnO纳米棒暗示图Park等研讨了经过水热法在石墨烯片上组成ZnO纳米棒阵列的办法:首要经过化学气相堆积法(CVD)使石墨烯在涂有Ni的SiO2/Si基片上成长(图6a};然后将涂有聚甲基酸甲酷CPM M A)的基片浸入HF中得到游离的PMMA/CE(图6b);再将起维护效果的PMMA溶解在中;终究别离经过两种办法在石墨烯上水热组成了规矩摆放的ZnO纳米棒。石墨烯磁性纳米复合材料人们不只研讨了半导体化合物与石墨烯的复合，还使用其他功能性无机化合物纳米粒子润饰石墨烯。如用磁性纳米粒子润饰的石墨烯材料在电磁屏蔽、磁记录及生物医学等范畴具有宽广的使用远景，是石墨烯复合材料研讨的一个重要方向。结语及展望根据碳纳米管的无机纳米复合材料因为其优秀的性质己经在生物医药、催化、传感器等使用范畴得到了广泛而深化的研讨。与碳纳米管比较，石墨烯具有类似的物理性质、更大的比表而积和更低的生产成本，所以石墨烯是代替碳纳米管组成碳基无机纳米复合材料的抱负基体材料。尽管与石墨烯/聚合物复合材料比较，石墨烯基无机纳米复合材料的研讨起步较晚，但在短短的几年内，石墨烯基无机纳米复合材料的组成及其相关使用的研讨己经取得了很大的发展。但要真实完成石墨烯基无机纳米复合材料大规模组成和产业化使用还而临很多问题和应战。文章选自：化学发展 作者：柏篙、沈小平

一张图看懂陶瓷复合材料

有色金属材料是人们生产和生活中重要的物质组成部分，从航空航天、交通运输、机械制造业到人们所使用的日常用具，大部分都由有色金属材料组成。 有色金属材料对人们的工作和生活起着重要的作用，人类已非常熟悉和利用了有色金属材料。但是随着科学技术的飞速发展，对有色金属材料有了更高的要求，如耐 高温、耐磨、强度更高等，有色金属材料在某些方面就表现出一定的局限性。随着科学技术的发展，人们清楚地意识到单一材料的性能难以满足高新技术与现代化生 产的需要，要提高有色金属材料的机械性能，如提高强度可采用复合方式来改进。下面介绍对有色金属材料进行复合处理后，材质性能改进的一些实例。　　1、SiC增强ZA22锌基合金   　在ZA22锌基合金中添加SiC，组成锌基复合材料，其强化效果明显提高。　　2、纳米A1203增强铜基材料  　碳铜复合材料通过添加纳米Al203，材料的硬度和抗弯强度显著地提高，磨损量显著降低。　　3、铝合金复合材料  　铝合金在有色金属材料中用途最广，用量最多。但在某些环境条件下，材料性能有所改变。试验表明，在不同温度下，特别在高温下，铝合金复合材料的强度明显高于铝合金。　　4、镁基复合材料  　镁基复合材料主要由镁合金基体及增强相组成，镁合金基体一般为镁铝锌合金、镁铝硅合金、镁铝锰合金、镁锂合金及镁铝稀土合金。目前使用的增强相主要有碳 纤维、碳化硅、氧化铝及碳化硼颗粒等。随着新型制造工艺的研究发展，镁基复合材料在航天航空、汽车、核工业、运动娱乐以及其他先进的工程方面得到了更广泛 的应用。体积分数为30％的碳纤维增强镁基复合材料(Cp—Mg)，其界面剪切强度为40MPa，而镁合金(Mg一4A1)的界面剪切强度为20Mpa。　　5、铝硅合金一石墨复合材料  　铝一石墨复合材料是六十年代末发展起来的一种新型复合材料，该复合材料具有自滑性、摩擦因数小、热膨胀系数小，强度较高兼具有高的阻尼性能，是制备内燃机活塞、滑动轴承的优良材料。  　这些例子说明，通过对有色金属材料进行复合处理形成新的金属基复合材料，可大幅度提高材料某些机械特性，从而拓展了更多的应用领域。但是，复合材料的制 造，涉及的工艺过程较复杂，生产周期较长，生产成本较高，需要科技人员深入研究，改进工艺，不断创新。尤应注重攻关中的实用性。在复合材料设计过程中，根 据需要达到的关键性能，加以重点攻关。这样，制成的复合材料可能其他性能有所降低，但是关键性能达到提高，材料的实际应用效果更好。

1.钨铜复合材料是以钨、铜元素为主组成的一种两相结构假合金，是金属基复合材料.因为金属铜和钨物性差异较大，因而不能选用熔铸法进行加工，现在一般选用粉末合金技能进行加工。2.钨和铜组成的合金。常用合金的含铜量为10%～50%。合金用粉末冶金办法制取，具有很好的导电导热性，较好的高温强度和必定的塑性。在很高的温度下，如3000℃以上，合金中的铜被液化蒸腾，很多吸收热量，下降材料表面温度。所以这类材料也称为金属发汗材料。钨铜合金有较广泛的应用范围，其间一大部分应用于航天、航空、电子、电力、冶金、机械、体育器材等职业。其次也要用来制作抗电弧烧蚀的高压电器开关的触头和火箭喷管喉衬、尾舵等高温构件，也用作电制作的电极、高温模具以及其他要求导电导热功能和高温运用的场合。

贵金属复合材料(composite material of preciousmetal)是两种或多种不同种类的相容性材料用物理方法合成的具有多相结构的贵金属材料。具有与贵金属相似的特性，如导电、导热性好，抗氧化、抗腐蚀等。主要用于电子电器工业作电接点材料，电化学工业作电极材料，玻璃、玻纤工业作坩埚、漏板材料，以及实验用坩埚器皿材料等。 贵金属复合材料属金属基复合材料，具有与贵金属相似的特性，如导电、导热性好，抗氧化、抗腐蚀等。按照非贵金属相的形态和分布，可以分为：贵金属层状复合材料、弥散强化贵金属复合材料、颗粒增强责金属复合材料和贵金属纤维复合材料四类。主要用于电子电器工业作电接点材料，电化学工业作电极材料，玻璃、玻纤工业作坩埚、漏板材料，以及实验用坩埚器皿材料等。贵金属复合材料兼备其组成相的特性，因而具有优良的综合性能。其使用不仅具有重大的技术意义，而且，由于明显降低贵金属用量而具有巨大的经济意义。

陶瓷基复合材料中两相(增强体与基体)的界面是一个表面，通常情况下，复合材料中的界面面积很大，并且增强体与基体组成的界面没有到达热力学平衡。界面的分类(依据不同功能要求)从晶体学视点看，界面有共格、半共格和非共格三种。无反响层界面增强相与基体直接结合构成原子键共格界面和半共格界面，有时构成非晶格界面。长处：界面结合强度高，进步复合材料强度。中间反响层界面存在于增韧相与基体之间，并将两者结合。长处：界面层一般都是低熔点共晶相，因而它有利于复合材料的细密化，这种界面增韧相与基体无固定的取向联系。界面的特征陶瓷基复合材料往往在高温下制备，因为增强体与基体的原子分散，在界面上更简单构成固溶体和化合物。此刻其界面是具有必定厚度的反响区，它与基体和增强体都能较好的结合，但通常是脆性的。因添加纤维的横截面多为圆形，故界面反响层常为空心圆筒状，其厚度能够操控。榜首临界厚度：当反响层到达某一厚度时，复合材料的抗张强度开端下降，此刻反响层的厚度。第二临界厚度：假如反响层厚度持续增大，材料强度也随之下降，直至达某一强度时不再下降，此刻反响层的厚度。下面咱们就以氮化硅陶瓷为例，看看不同界面的特征。碳纤维增韧氮化硅成型工艺对界面结构的影响：①无压烧结工艺：C与Si间反响严峻，SEM可观察到十分粗糙的纤维表面，纤维周围存在空地;②高温等静压工艺：压力和温度较低，使得反响遭到按捺，界面上不发作反响，无裂纹或空地，是比较抱负的物理结合。SiC晶须增韧氮化硅反响烧结、无压烧结或高温等静压工艺可取得面反响的复合材料：①反响烧结、无压烧结：跟着SiC晶须含量添加，材料密度下降，导致强度下降;②高温等静压工艺：不呈现上述情况。陶瓷基复合材料界面的粘结两相界面的粘结(粘接、粘合或粘着等)办法有多种，如静电粘结、机械效果粘结、滋润粘结、反响粘结等。关于陶瓷基复合材料来讲，界面的粘结方式主要有两种：机械粘结和化学粘结。机械粘结：因为基体的缩短率较大，冷却缩短后基体将增强相包裹发作压应力。经过浸透、高温分散等基体进入或浸入增强纤维的表面而构成机械结合。机械粘结为低能量弱粘结，其界面强度较化学粘结低。化学粘结：经过原子或分子的分散在界面上构成了固溶体或化合物，即为化学粘结。界面的效果图1 界面强弱对材料的影响陶瓷基复合材料的界面应满意：强到足以传递轴向载荷并具有高的横向强度;弱到足以沿界面发作横向裂纹及裂纹偏转直到纤维的拔出。因而，陶瓷基复合材料界面要有一个最佳的界面强度。强的界面粘结往往导致脆性损坏，裂纹在复合材料的任一部位构成并敏捷分散至复合材料的横截面，导致平面开裂。这是因为纤维的弹性模量不是大大高于基体，因而在开裂进程中，强界面结合不发作额定的能量消耗。若界面结合较弱，当基体中的裂纹扩展至纤维时，将导致界面脱粘，发作裂纹偏转、裂纹搭桥、纤维开裂以至于最终纤维拔出。所有这些进程都要吸收能量，然后进步复合材料的开裂韧性。为了到达弱界面，常常将颗粒、晶须或纤维表面镀一层化合物或碳等易被剪切开裂的物质，然后构成界面相。界面的改进为了取得最佳界面结合强度，期望避免界面化学反响或尽量下降界面的化学反响程度和规模。实践傍边除挑选增强剂和基体在制备和材料执役期间能构成热动力学安稳的界面外，就是纤维表面涂层处理。图2 纤维表面涂层对材料的影响(a：无纤维涂层;b和c：有纤维涂层) 纤维表面涂层处理对纤维可起到维护效果，纤维表面双层涂层处理是最常用的办法。其间，里边的涂层可到达键接及滑移的要求，而外部涂层在较高温度下避免了纤维机械功能的降解。

[导读] 以碳纳米管“针”，对复合材料进行“穿针引线”可以实现复合材料层间的良好结合，与现有复合材料相比，经碳纳米管“缝合”的复合材料强度可提升30%，在断裂前能承受更大的作用力，这项技术的运用，提升了当前复合材料的综合性，对拓宽其在航空结构中的应用将起到很大的推动作用！中国粉体网讯  麻省理工学院航天工程师设计了碳纳米管“针”，它可以“穿针引线”使复合材料层间实现良好结合，从而有助于制造出质量更轻、抗损伤性能更强的航天飞机。      目前，空客和波音公司最新的载人航天飞机机身主要是由先进的复合材料构成的，譬如用质量极轻且使用性能优异的碳纤维增强塑料代替飞机的铝基材料，可以使其重量减轻约20%。复合材料在飞机上的主要应用优势就在于通过减轻重量以节省燃油消耗。      但是复合材料抗损伤性能较差：与铝基材料在断裂前可以承受较大的冲击相比，复合材料的多层结构在较小冲击下就很容易发生断裂。低抗损伤性能已经成为复合材料的阿喀琉斯之踵。   近日，麻省理工学院(MIT)的航空工程师探索出一种粘结复合材料层的新方法，从而使其强度更高，耐损伤性能更好。      研究人员使用碳纳米管将每一层复合材料“栓”在一起。碳纳米管中的薄卷状碳原子虽然“身形”微小，但是强度极高。他们在类胶状聚合物基体中嵌入碳纳米管“森林”，然后“压紧”碳纤维复合材料层间的聚合物基体。纳米管就像是细小的竖直排列的“针”，充当多层结构的支架，在层间部位进行“缝合”。      测试结果表明，与现有复合材料相比，经碳纳米管“缝合”的复合材料强度可提升30%，在断裂前能承受更大的作用力。      此项研究的首席研究员，MIT航空航天系博士后RobertoGuzman认为，性能提升的复合材料可以用于制造强度更高、质量更轻的飞机零部件，尤其是那些使用传统复合材料制造的因包含螺钉或螺栓而容易断裂的零部件。      “尺寸是关键”      当前，复合材料由层状的横向碳纤维组成，通过聚合物胶粘接。此项研究参与者，MIT航空航天系教授Wardle指出，“层间结合处是非常薄弱、存在问题的区域”。许多学者尝试采用“Z钉扎”方法固定或通过“三维编制”复合材料层的碳纤维束以增强结合性能，类似于钉子和针线所起的作用。  Wardle表示，“钉子或针的尺寸是碳纤维的几千倍，所以如果在碳纤维中加入这些物质，将会破坏成千上万的碳纤维，对复合材料本身的损伤不言而喻。”而碳纳米管直径约10纳米，只有碳纤维尺寸的百万分之一。      “尺寸的问题很重要，正因为纳米管进入复合材料内部而不会影响大尺寸的碳纤维，才使复合材料的性能得以保持，”Wardle解释说，“碳纳米管拥有的表面积达到碳纤维的1000倍，这使它们与聚合物基体结合良好。”      Guzman和Wardle采用的新技术即可使碳纳米管嵌入聚合物胶内部。首先，他们获得竖直排列的碳纳米管森林，然后将纳米森林置于粘稠的、未固化的复合层之间，重复此过程一直到16层(典型的复合材料叠层结构)，实现碳纳米管在层与层之间粘结。      Wardle认为，“随着大多数新型飞机的重量超过一半来自于复合材料，提升当前复合材料的综合性能对拓宽其在航空结构中的应用将起到很大的推动作用。”

聚烯烃是一类综合性能优良、应用十分广泛的通用树脂。由于其具有众多的优良特性，其发展十分迅速、应用十分普遍。而粘土作为我国范围内来源丰富、价格低廉等优点也成为科学界研究的目标之一。本文对聚烯烃/粘土纳米复合材料的发展进行了简单的总结。 1. 聚烯烃聚烯烃是一类由烯烃以及某些环烯烃单独聚合或共聚合而得到高分子化合物。由于其加工简单、生产能耗低、原料来源丰富等特点，发展十分迅速，在合成树脂和塑料中所占的比例逐年增加。按体积计，聚烯烃树脂已超过钢铁，成为人类不可缺少的一类材料。但其性能方面也存在不足与缺点：比如与工程塑料相比抗撕裂强度小、硬度小;耐摩擦、耐热、耐燃性能差;抗化学、抗环境药品性能差等[1]。为了进一步提高材料的性能，对其进行改性，不仅具有很高学术价值，而且为传统产品的提档更新带来划时代的意义[2]。因此，解决现有聚烯烃材料存在的各项问题，研究和开发性能更好、技术更先进、成本更低、且不会造成环境污染的聚烯烃新技术是21世纪石油化工的重要目标。当今学术界中，通用塑料的工程化研究已成为高分子材料研究的方向之一，在这一领域中采用的首选方法就是聚烯烃塑料的填充改性。在聚烯烃中加入填充剂可以提高材料的机械性能，改善其加工性能，同时也能降低成本[3]。2. 纳米复合材料纳米复合材料这一概念是1984年由Roy首次提出来的。它是指复合物的分散相至少有一相的一维尺寸达到纳米级(1～100nm)的材料。近年来，纳米复合材料的发展迅速，被称为“21世纪最有前途的材料之一”，受到了科技界的普遍关注，从而形成了纳米复合材料研究的热潮。纳米复合材料的研究在金属和陶瓷领域开展的比较广泛和深入，而聚合物纳米复合材料的研究起步较晚，但近年来发展迅速，引起高分子科学领域的广泛关注[4]。3. 聚合物纳米复合材料聚合物纳米复合材料是以聚合物为基体(连续相)、无机粒子以纳米尺度(小于100nm)分散于基体中的新型高分子复合材料。与传统复合材料相比，由于纳米粒子带来的纳米效应和纳米粒子与基体间的界面相互作用，聚合物纳米复合材料具有优于相同组分常规聚合物复合材料的力学、热学性能，为制备高性能、多功能的新一代复合材料提供了可能[6]。依据复合材料各成分(层状硅酸盐、有机阳离子及聚合物基体)本身的特点及复合材料的制备方法，可制得3种类型的复合材料：当聚合物不能插入到层状硅酸盐片层之间，就得到相分散的复合材料，即传统的“微观复合材料”，当聚合物链插入到层状硅酸盐片层之间形成一种聚合物/层状硅酸盐交替有序的多层形态，即得到“插层型纳米复合材料”，而当层状硅酸盐片层完全均匀分散在连续的聚合物基体中，就得到“剥离型纳米复合材料”。X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)两种技术可以辨别插层型和剥离型两种结构的纳米复合材料，剥离型纳米复合材料的特征是无XRD衍射峰，这或者是由于层状硅酸盐层间距太大，或者是层状硅酸盐片层完全无序，TEM可以观察复合材料的形态，尤其是观察层状硅酸盐片层完全无序的结构。除了上述两种结构明确的纳米复合材料外，另一类中间结构是介于插层型和剥离型纳米复合材料之间，即同时存在插层结构和剥离结构，通常这种结构的复合材料的XRD衍射峰变宽，因此必需结合TEM来判定复合材料总体的结构。制备纳米复合材料的方法可以采用包括“原位复合”等在内的各种方法。近年来，用原位复合法等制备纳米复合材料已成为材料科学领域中一个比较新颖的课题。其中插层原位复合法是一种典型的原位复合方法，它是指在聚合过程中，将聚合物单体插入到粘土片层中间形成二维有序的纳米复合材料的制备方法。由于纳米级的粘土分散片层是在聚合物聚合过程中形成，因此也称其为“原位复合”。由于纳米复合材料的分散相与基体之间的界相面面积大，能把分散相和基体的性能充分结合起来，与基体材料相比，性能大大提高。由于纳米粒子的颗粒尺寸很小，比表面积很大，达100m2/g左右，具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应、及宏观量子隧道效应，再加上聚合物具有密度低、强度高、耐腐蚀、易加工等诸多优良特性，使聚合物纳米复合材料呈现出很多不同于聚合物复合材料的特性。纳米粒子不仅使聚合物的强度、刚性、韧性得到了明显的改善，而且由于其尺寸小、透光率好，可以增加塑料的密度，提高塑料的透光性、防水性、阻隔性、耐热性及抗老性等功能特性。聚合物基纳米复合材料有以下特点：⑴与传统共混物相比质量较轻;⑵具有优良的气密性，可重复加工利用;⑶具有较好的综合性能(包括力学性能，耐溶剂性及热稳定性等)[5]。4. 聚烯烃/粘土纳米复合材料在聚烯烃纳米复合材料的研究中，以层状硅酸盐为分散相的研究最多，这是由于层状硅酸盐的插层化学已有深入的研究，同时层状硅酸盐又容易获得，用于制备聚烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料的层状硅酸盐属于2:1型层状硅酸盐结构家族，如蒙脱土(MMT)、水辉石、海泡石等。MMT的晶体结构如图1.1所示。它们的结晶晶格是由一个铝氧(镁氧)八面体夹在两个硅氧四面体之间靠共用氧原子而形成的层状结构，每个结构单元厚度为1nm左右，长、宽从30nm至几微米不等，层与层之间靠范德华力结合，并形成范德华沟(又称层间隙)。由于2:1型层状硅酸盐部分晶胞中铝氧八面体内的三价铝被二价镁同晶置换，晶片带有电负性，因此在片层表面吸附了阳离子，补偿过剩的负电荷以保持电中性。层状硅酸盐中所吸附的阳离子主要有Na+、Mg2+、Ca2+等，并可进行离子交换，由于层间作用力较弱，因此小分子容易插入层间。研究者们利用粘土具有纳米晶层的优点，实现对聚合物的增强。然而，粘土晶层之间存在较强的范德华力作用，通常情况下晶层凝聚一体，不能体现纳米特性。只有聚合物插入层间、增大晶层间距，使粘土晶层均匀地分散于聚合物中，从而制得纳米复合材料。然而粘土晶层表面呈亲水性不能直接与熔融聚合物插层，因此，必须对粘土进行有机改性。研究表明，有机阳离子也可以通过离子交换进入层间。从而使亲水的蒙脱石与多数聚合物或单体有很好的相容性，这就是有机改性的过程。为了改善层状硅酸盐与聚烯烃的这种相容性，可以采用某些有机阳离子(如烷基铵盐或烷基磷盐)进行离子交换，有机化后的层状硅酸盐(简称有机土)内外表面由亲水性转变为疏水性，降低硅酸盐表面能，从而与有机聚合物具有更好的相容性，同时也能增大硅酸盐的层间距。研究表明，层间距的增大程度取决于有机土本身的离子交换能力以及插层剂烷基链的长度。插层剂在有机土里的结构主要有3种：单层排列结构、双层排列结构以及斜立排列结构。Vaia等通过监测不对称CH2拉伸和弯曲振动频率变化，发现插层链存在不同的有序度，通过分子动态模拟，给出了插层链的结构模型。以粘土填充聚烯烃，有如下优点：⑴ 粘土的含量一般仅为3%～5%，却能使材料的物理力学性能有很大的提高，而传统的增强填料如SiO2、碳黑等的填充量达20%～60%。⑵ 粘土粒子具有各向异性的片状形态及高度一致的结构，从而提高了塑料制品的溶剂和其他分子阻隔性。⑶ 低应力条件下能提高塑料制品的尺寸稳定性。⑷ 较高的热变形温度。⑸ 纳米蒙脱土/热塑料性聚烯烃复合物容易再生利用，其力学性能能够在再生中得到提高。⑹ 具有胶体性质的粘土微粒表面，易化学修饰，能成功地应用于染色、印刷和粘合等。⑺ 具有抗静电性和阻燃性。⑻ 填料颗粒小，塑料制品的表面更加光洁[7~9]。

铝蜂窝复合材料(又称铝蜂窝芯、铝蜂窝板)是一种采用多层铝箔和高强度粘合剂，经过叠压，拉伸展开成规则的正六边形蜂窝孔结构的复合材料。其主要用于民用建筑、车船装饰以及航空航天材料。 市场上，常用的铝箔蜂窝材料合金状态为3003/H24，厚度基本在0.03-0.06mm之间，抗拉强度要求在280MPA以上，延伸率为3%左右。其主要优点体现在以下几个方面： 1. 金属制造，阻燃隔热、隔音、防震效果好。 2. 表面经环氧氟碳处理，具有较强的耐腐蚀、耐老化性，不开裂，不起泡。 3. 结构功能复合化，具有较强的刚性和抗撕裂性，性能稳定。 4. 功能材料智能化，质地轻、运输方便，可重复利用，较为低碳环保。 5. 装饰性强、易加工、安装拆卸简便。 铝蜂窝复合材料具有以上几个优点，其市场需求也在不断扩大化和多样化，广泛应用于建筑装饰幕墙，家具、汽车、高铁、船舶、航空、能源等领域，未来市场需求量还在逐步增加。铝蜂窝复合板具有更高的抗风压变形性能，更强的刚度，随着未来交通领域和建筑行业的迅猛发展，业内对其未来的应用前景非常看好。

钨铜是一种由高纯度钨粉和纯度高塑性好的高导电性铜粉结合，经过静压成型，高温烧结，熔融技术精制而成而成的复合金属材料。杰出的导电性、热膨胀小、高温不软化，高强度，高密度，高硬度。        电火花制作电极前期选用铜或石墨电极，廉价但不耐烧蚀，现在基本上已被钨铜电极代替。钨铜电极的优势是耐高温、高温强度高、耐电弧烧蚀，并且导电导热功能好，散热快。使用会集在电火花电极、电阻焊电极和高压放电管电极。电制作电极特点是种类规格繁复，批量小而总量多。作为电制作电极的钨铜材料应具有尽可能高的致密度和安排的均匀性，特别是细长的棒状、管状以及异型电极。        电制作电极用钨铜合金在电火花制作开展开端的较长时期内，遍及选用铜和铜合金作为制作电极。尽管铜和铜合金多少钱低廉、使用方便，可是因为铜及铜合金电极不耐电火花烧蚀，导致电极耗费大，制作精度差(有时需进行屡次制作)。跟着模具精度和许多难制作材料部件用量的不断添加，以及电火花制作技术的日益老练，钨铜材料作为电火花制作电极的用量日积月累。选用钨铜材料的电制作电极，不只使被制作模具及部件的精度进步，并且电极丢失小，制作效率高，乃至一次即可完结产品的粗制作和精制作。作为电制作电极的钨铜材料应具有尽可能高的致密度和安排的均匀性，特别是一些细长棒材、管料以及异型电极，假如选用惯例的办法制取，则技术非常冗杂，材料利用率很低

近来，由园区厂商中航天建造工程有限公司承当的区科三费项目“一种根据GO/PANI/TiO2水性纳米涂层的防腐工艺在铝合金腐蚀防护中的运用研讨”顺畅经过结题检验。　　石墨烯是一种由碳原子组成的平面膜，只要一个碳原子厚度，简直彻底通明。石墨烯复合材料具有强度高、耐性好、导电、导热功能优异等特性，在航空航天、电子、船只、新能源、环境净化等范畴具有宽广的运用远景。　　　　因为储量大、比强度高、机械加工功能好等长处，铝合金在现代工业、军用航天以及民用范畴中都取得广泛的运用。但是，铝合金的腐蚀现象却大大降低了产品的运用安全性，并带来巨大的经济损失。因而，做好铝合金材料的腐蚀防护作业具有重要的经济和现实意义。　　　　该项目经过氧化石墨烯参加克己水溶性纳米涂层材料与稀土钝化与的复配，对铝合金腐蚀防护有着较为显着的提高作用。其间，石墨烯缓解了有机物排放对环境的污染，提高了涂层本身耐环境老化功能，稀土代替了有毒六价铬，优化了表面处理技能。其绿色环保特色十分切合我国在“十三五”开展中提出的立异和可持续开展的理念。　　　　具体说来，氧化石墨烯的高比表面积、大表面活性位点能够有用改进聚在水性环境中的溶解涣散功能，一起超薄石墨烯的层层堆垛结构也有用隔绝了腐蚀介质到达金属表面的通道，提高了金属材料的耐腐蚀性。　　　　在表面处理工艺上，选用稀土、以及明胶等构成简略钝化系统，根本到达铬酸钝化作用，该工艺操作简略、能耗低、对环境影响小。　　　　本年是“十三五”规划局面之年，石墨烯复合材料自主立异研讨和运用有望掀起新一轮的工业开展热潮，促进相关工业的转型晋级。

随着社会经济的快速发展，人们的生活水平得到了极大的提升。国民经济在获得较快发展的同时，建筑工程领域的改革也在悄然进行中。建筑的现代化程度不断提升，功能不断多样化，决定着施工技术难度系数在不断上升，依靠传统的施工材料和技术，已经难以满足建筑在技术和功能上的要求。现代化的工程施工期待新材料、新工艺、新技术的研究和应用。 碳纤维复合材料的种类 建筑工程领域采用碳纤维复合材料的最主要目的在于提升建筑结构的稳固程度，以便提升建筑工程在施工过程中的承载能力以及完善其使用功能。现阶段，我国工程建设领域应用的碳纤维复合材料的产品品种较多，且形式呈现出多样化。在这些碳纤维复合材料中，应用较为广泛的碳纤维复合材料主要包括碳纤维布、碳纤维板、碳纤维条带和碳纤维网格。 碳纤维复合材料在建筑领域的应用 碳纤维复合材料在被应用与建筑工程结构加固和承载能力及使用功能改善的过程中，可以感觉加固位置的不同，加固方法的差异以及所需功能的不同而有针对性的进行选择。比如，施工企业想要提升建筑的承载能力时，常常会选择那些强度较高的碳纤维布。当施工企业想要提升建筑的刚性时，则会选择碳纤维板。在应用嵌入式方法进行施工时，往往会选择碳纤维条带等等。 新的建筑工程施工建设过程中，常常由于要求的不同，会选择碳纤维复合材料族的碳纤维筋、索、型材以及由此而衍生出来的构建等。碳纤维筋能够通过替换钢筋，在使用环境存在较大腐蚀风险的情况下，确保钢筋结构的损害风险降低，从而有效提升结构的稳固性和延长结构的使用寿命。将其应用与那些混凝土中钢筋较为密集的部位，则可以起到减少钢筋使用量，节省成本，简化施工操作流程的作用。而碳纤维索应用的主要方向为大跨度结构建设中的吊索亦或者是锚索等，通过碳纤维索的应用不仅可以减少结构的自重，同时还能够起到高抗拉力的作用。 现代建筑行业对碳纤维复合材料的要求 根据现代建筑结构工程所要实现的功能不同和碳纤维复合材料的技术特点差异，工程建设在选用碳纤维复合材料的过程中，往往需要从力学性能、耐久性能和施工性能三个方面对碳纤维复合材料进行考虑。首先，在力学性能方面，现代建筑结构施工要求被选用的碳纤维复合材料能够在外界的作用下具备较高的强度，通常来讲，高强度是碳纤维复合材料的重要特点，因此，一般情况下，碳纤维复合材料都能满足其力学性能的要求。其次，在耐久性能方面，现代建筑工程结构是够用要求碳纤维复合材料能够抵御自然界的各种因素的影响，并且在使用的过程中保持原有设计的不变。最后，在施工性能方面给，现代建筑工程结构施工要求所选用的碳纤维复合材料能够在使用的过程中能够实现与结构材料的适配效应和耦合效应，以便保持工程施工工艺的顺利实现。我国经过多年的碳纤维复合建筑材料的研究，业已初步形成了相关的标准体系，现有表标准已经接近10部，这些标准涉及到了材料的标准和涉及标准以及应用标准。且标准中包含的内容主要为力学性能、耐久性能、工艺性能和特殊要求等四个方面。   碳纤维复合材料的技术发展状况 我国建筑碳纤维复合材料的发展经历了初始阶段的快速发展和稳定发展两个重要阶段。现阶段，我国建筑施工领域年碳纤维复合材料的平均基本用量维持在一千吨作用，但从材料的来言来讲，主要出产公司多为国外企业，我国本土企业的建筑用碳纤维复合材料的生产水平和能力还有待进一步提高。造成我国国产建筑用碳纤维复合材料发展较慢、水平较低的原因主要是国有碳纤维复合材料的稳定性不足、市场规模尚未形成、且价格往往较高，市场竞争力较弱。国产建筑用碳纤维复合材料在技术发展方向上来讲，现阶段正处在由结构加固向新建工程结构转型的关键时期，同时产品也从原来的简单加工到复杂制品和配件以及整体结构的研发制造转变。结合我国现阶段碳纤维的发展态势和我国庞大的建筑市场，我们有充分的理由相信，我国国产建筑用碳纤维复合材料的发展前景必定广阔。

碳元素广泛存在，具有许多同素异形体，常以为石墨是由二维网状碳原子组平面经有序堆叠成的晶体，其单层网状平面结构晶体在自然界中并不能独自安稳存在。但早在1988年日本东北大学教授以蒙脱土为模板，用腈做质料，在模板二维层间制得石墨烯片层结构，但当去除模板后不能独自存在，敏捷生成了三维石墨体。 随后2004年英国科学家成功用机械剥离法将石墨层片剥离，取得了碳 原子sp2杂化衔接的单层石墨层片。此种可安稳存在的二维单原子厚度碳原子晶体——自由态石墨烯(Graphene)，其根本单元结构是最具安稳结构的六元环，它的发现充分了碳元素宗族，可作为零维富勒烯、一维碳纳米管(特别单壁CNT)、三维金刚石及石墨的根本结构单元，是当时抱负的二维纳米材料，结构如图1。　　图1 石墨烯的二维单原子层结构(a)和石墨烯为根本结构单元构成的sp2碳质材料(b) 石墨烯与富勒烯和碳纳米管比较，其报价便宜，质料易得，且质量轻，抱负比表面积大(2630 m2/g)，导热功用好[3000 W/(m·K)]，拉伸模量和极限强度与单壁碳纳米管适当，一起因为其维数不同，石墨烯也有自己特有性质，如手性的载流子、量子隧穿效应、不会消失的电导率、二维零停止的Dirac费米子系统、搬迁速度高的双极性电流、安德森局域化的弱化现象、半整数的量子霍尔效应及双层石墨烯的场效应，可望成为纳米复合材料的优质基体或填充材料，引起国内外对二维碳材料的研讨热门。 一、石墨烯的制备 近年来，许多科学家致力于探究制备单层石墨烯的途径，特别是要制备高质量、产率高、成本低、结构安稳的石墨烯的办法。现在制备石墨烯的办法首要有以下几种： ①剥离法，包含微机械剥离法和溶剂剥离法等; ②成长法，包含晶体外延成长、取向附生法、化学气相堆积等; ③氧化复原石墨法，包含常用的Hummers法、Standenmaier法、Brodie法等; ④其它办法，首要有电弧放电法、石墨层间化学物途径法、现在十分新颖的高温淬火法与碳纳米管剥开法等。 二、石墨烯基纳米复合材料首要掺杂办法 石墨烯具有适当大的比表面积及共同电子搬迁功用，成为基体载体的抱负材料，经过掺杂可以对石墨烯进行化学改性，然后增强其物化功用。首要的掺杂办法：元素掺杂法、氧化物掺杂法、碳质材料掺杂法等。 2.1元素掺杂法 元素掺杂法可使石墨烯进行化学改性，增强其物化功用。在半导体材料运用中，它是一种十分有用的办法，一起也广泛运用到新式的催化剂范畴中。元素掺杂包含非金属元素掺杂和金属元素掺杂。 2.1.1非金属元素掺杂法 非金属元素掺杂，望文生义是在石墨烯上掺杂非金属元素纳米粒子，即该元素替代了碳原子的方位，在石墨烯上归于代位式杂质，构成了电子搬运或电子空穴。 美国斯坦福大学的Wang等，经过高强度的电子焦耳热加热，使石墨烯和气经过电热反响制备出n-型N掺杂的石墨烯纳米复合材料。通常状况下，石墨烯较简单被掺杂构成p-型(空穴导电)半导体材料。在实践运用傍边，经常也需求n-型(电子导电)掺杂的半导体。 2.1.2金属元素掺杂法 金属元素掺杂，便是金属纳米粒子掺杂。石墨烯具有上下两面的比表面积，作为支撑载体，可供金属纳米粒子重复地镶嵌与脱嵌的结构应变，可表现出杰出的循环功用。一起金属纳米颗粒也具有较大的比表面积和强的催化功用。所以此种掺杂法可使得制备出的纳米复合材料比表面积显着增大，更有利于电子搬迁或储能、储氢空间的扩展以及催化活性的增强。 Kou等经过热膨胀氧化石墨制备出功用化石墨烯片，用Pt的前体H2PtCl6·xH2O处理得出均匀直径约为2 nm巨细的Pt催化剂纳米粒子。选用浸渍法将此Pt纳米粒子均匀地掺杂到此功用化石墨烯片(FGSs)上，取得FGSs-Pt纳米粒子复合材料，故此纳米材料具有更大的比表面积，更好的氧化复原功用且比一般的商业催化剂具有更安稳更优秀的催化功用。 Chao等运用溶液混合法别离制备了Au、Pt、Pd与石墨烯掺杂的纳米复合材料。将这些贵金属(Au、Pt、Pd)的前体(HAuCl4·3H2O、K2PtCl4、K2PdCl4)水溶液和乙二醇都加到经超声后的氧化石墨水溶液中，最终得到金属粒子掺杂的石墨烯纳米复合材料。 2.1.3化合物掺杂法 石墨烯一般状况是由氧化石墨制备成的。氧化石墨具有准二维层状结构，片层上赋有较多极性含氧官能团，易于同具有较高表面活性的纳米氧化物或其它化合物结合，可生成化合物掺杂的氧化石墨烯(GO)复合材料。 Chen等使用调理溶液pH值，反响温度等的液体插入法，经过静电效果，使金属阳离子及其配离子经过静电吸附到氧化石墨烯层间活性基团上，在低温下快速沉积成功制备出了针状的MnO2掺杂的石墨烯插层纳米复合材料，此复合材料电化学功用有了很大进步，跟着MnO2掺杂量的不同，电容量巨细也不同，GO可进步MnO2的分散性，其协同效果使电化学功用得到必定程度的进步。 Cao等选用溶剂热法，用二甲基亚砜作为溶剂，此二甲基亚砜既是溶剂更是作为复原剂，可复原氧化石墨烯，合成了纳米CdS掺杂的石墨烯复合材料，此CdS在石墨烯表面的分散性较好且粒径较小。 2.1.4碳质材料掺杂法 试验证明石墨烯是一种较好的超级电容器碳材料，其理论比表面积很大，但会在枯燥后失掉层间的水以及其它溶剂，然后发作层与层之间的叠层以及聚会等现象。 为了处理枯燥后石墨烯叠层和聚会的发作，经过掺杂碳纳米管到石墨烯层间，即碳纳米管上的官能团与石墨烯上的官能团彼此发作反响，使得碳纳米管接枝在石墨烯表面，使得石墨烯层与层之间彼此分脱离，然后到达进步石墨烯枯燥后的比表面积。 Dimitrakakis等规划了一种石墨烯和碳纳米管掺杂的复合结构，，用蒙特卡洛办法计算出，此结构的储氢才能只稍微低于美国能源部标准45g/L。一起研讨石墨烯的储氢功用，也对提醒在其表面的吸附方式有着重要意义。 葛士彬用肼做复原剂，复原氧化石墨水溶液，成功将碳纳米管掺插到石墨烯层间，制得碳纳米管/石墨烯纳米复合材料，把其做成电极片测验其电容功用。 三、结语 石墨烯从一个新生儿敏捷成为科学界的新宠，其优异功用逐步被开掘，运用范畴也不断地被开发。这些掺杂法制备出的纳米复合材料运用广泛，首要在超级电容器、传感器、储氢方面以及生物医学等范畴杰出。 但石墨烯的开展也存在一些问题，例如，该怎么大规模制备高质量石墨烯，使其不会发生较多的褶皱，以及怎么坚持其安稳的分散性，使其层间剥离后，不会从头堆积成多层的石墨烯片或是复原回石墨。此外，一些石墨烯的其它功用现在还不清楚，如磁性、光学功用等。因而往后应着力于开辟石墨烯和其它学科范畴的穿插，探究石墨烯功用化及一些其它新功用。 节选自：《化工发展》   作者：张紫萍，刘秀军，李同起，胡子君

超高温陶瓷复合材料主要包括一些过渡族金属的难熔硼化物、碳化物和氮化物，它们的熔点均在3000℃以上。在这些超高温陶瓷中，ZrB2和HfB2基超高温陶瓷复合材料具有较高的热导率、适中的热膨胀系数和良好的抗氧化烧蚀性能，可以在2000℃以上的氧化环境中实现长时间非烧蚀，是一种非常有前途的非烧蚀型超高温防热材料。 超高温陶瓷复合材料的制备 超高温陶瓷复合材料的致密化主要有热压烧结(HP)、放电等离子烧结(SPS)、反应热压烧结((RHP)和无压烧结(PS)。在这些制备方法中，热压烧结是目前超高温陶瓷复合材料最主要的烧结方法。 热压烧结 ZrB2和HfB2都是ALB2型的六方晶系结构，其强共价键、低晶界及体扩散速率的特征，导致该类材料需要在非常高的温度下才能致密化，一般需要2100℃或更高的温度和适中的压力(20-30MPa)或较低温度(~1800℃)及极高压力(> 800 MPa)。ZrB2和HfB2结构和性能相近，后者的熔点比前者高，需要更高的致密化温度，同时具有更优异的高温性能，而前者的密度和成本都比后者低，也是业内关注最多的。 放电等离子烧结 放电等离子烧结是在粉末颗粒间直接通人脉冲电流进行加热烧结，具有升温速度快、烧结时间短、组织结构可控等优点，该方法近年来用于超高温陶瓷复合材料的制备。产生的脉冲电流在粉体颗粒之间会发生放电，使其颗粒接触部位温度非常高，在烧结初期可以净化颗粒的表面，同时产生各种颗粒表面缺陷，改善晶界的扩散和材料的传质，从而促进致密化，相对于热压烧结超高温陶瓷复合材料而言，放电等离子烧结的温度更低、获得的晶粒尺寸更细小。 反应热压烧结 超高温陶瓷复合材料的合成及致密化可以通过原位反应在施加压力或无压的情况下一步合成，目前通常采用Zr,B4C和Si原位反应制备超高温陶瓷复合材料，通过原始材料比例的设计可以实现对合成材料组分及含量的调控。此外，Zr可以由ZrH2或ZrO2等代替，B4C可以由B/B2O3,C等代替，S1可由SiC代替，用于合成ZrB2基超高温陶瓷复合材料，HfB2基超高温陶瓷复合材料可以用同样的方法制备。 无压烧结 与热压烧结方法相比，无压烧结可以实现复杂结构的近净成型，从而可以降低材料/结构的制备成本。超高温陶瓷复合材料的无压烧结目前主要有十粉冷等静压处理后烧结、注浆成型烧结和注凝成型烧结，由于在烧结过程中不施加压力，超高温陶瓷复合材料很难致密，因此需要采用较高的烧结温度或添加烧结助剂。 超高温陶瓷复合材料力学性能 超高温陶瓷复合材料的室温与高温力学性能是该材料使用的关键指标。ZrB2和HfB2基超高温陶瓷复合材料弹性量和硬度与致密度密切相关，致密的超高温陶瓷复合材料弹性模量在500GPa左右，硬度在20GPa左右。超高温陶瓷复合材料的室温弯曲强度与烧结后的材料晶粒尺寸密切相关，而晶粒尺寸又取决于初始粉体颗粒粒径(包括基体和增强相)、增强相含量和烧结工艺参数。 超高温陶瓷复合材料抗热冲击性能 超高温陶瓷复合材料是一种典型的脆性材料，在极端加热环境下很容易发生热冲击失效，导致灾难性破坏，因此改善其抗热冲击性尤为重要。 超高温陶瓮复合材料抗氧化/烧蚀性能和热响应 温度是影响超高温陶瓷材料抗氧化烧蚀性能的最主要影响因素，ZrB2在700℃开始发生明显的氧化，1100℃以下生成的氧化层具有良好的抗氧化性能，但温度高于1200℃氧化生成B}03会因高蒸气压而大量挥发从而渐失抗氧化保护能力，而ZrO2挥发蒸气压非常低，在高温下很稳定。 挑战与展望 超高温陶瓷复合材料具有优异的高温综合性能，然而其较低的损伤容限和抗热冲击性能限制了该材料的工程应用，未来将通过微结构的设计和控制实现超高温陶瓷复合材料损伤容限和可靠性的大幅度提高，为超高温陶瓷材料的应用奠定基础。 在诸多超高温陶瓷复合材料强韧化方法中，碳纤维增强增韧、纤维增强体结构与性能退化的抑制及多尺度增韧将是超高温陶瓷复合材料未来强韧化的主要研究方向。超高温陶瓷材料很难致密化，目前烧结机制尚不完全清楚，尤其是纳米超高温陶瓷材料的烧结，未来需要深人研究超高温陶瓷材料低温烧结和微结构的精确控制。

铝基复合材料是以金属铝及其合金为基体，以金属、非金属颗粒、晶须或纤维为增强体的非均质混合物，在航空航天、汽车工业等范畴得到广泛的运用。因为选用粉末冶金法可使增强体以恣意份额添加到复合材料基体中，增强体也易于在微观上构成更均匀的散布，且烧结温度低，界面反响简单操控；一起，材料的功能和稳定性显着优于其他办法制备的材料，所以粉末冶金法成为现在制备铝基复合材料最常用的一种工艺。 　　粉末冶金法制备复合材料的详细工艺包含以下几个过程。　　　　一．混粉。　　　　一般混粉的办法有普通干混、球磨及湿混。在这三种混粉办法中，普通干混及湿混简单呈现增强体散布不均匀及很多的聚会、分层等现象，一般较为常用且有用的是球磨。　　　　二．粉末预压。　　　　在混粉完毕后，即进行粉末预压处理。粉末预压成形办法主要有冷压和冷等静压。比较之下，冷压是最为经济、常用的粉末预压成坯法。在铝合金粉末预压后，一般要求预压坯密度为复合材料密度的７０％～８０％，以利于脱气阶段气体的逸出。因为铝粉和增强体简单吸附水蒸气并氧化，粉末生坯在加热过程中将开释很多的水蒸气、、二氧化碳和气体。因而，生坯在热加工前应通过除气处理，防止制品中呈现气泡和裂纹；除气温度一般应等于或许稍高于随后的热压、热加工变形和热处理温度，以防止压块中残存的水和气体形成材料中产生气泡和分层。可是假如温度过高，铝合金中其它一些元素或许呈现烧损，还会使合金中起强化效果的金属间化合物集合、粗化，下降材料的功能。　　　　三．固化。　　　　在粉末除气后，对其进行细密化处理，即烧结、热压、热等静压及热揉捏松懈的粉末或预压的粉末。在保证低本钱和高生产率的情况下，通过单轴冷揉捏成坯，通过除气后，以必定速率升至必定的温度，并依照必定的揉捏比进行热揉捏，再进行后期的热处理，得到终究的材料。这种将粉末冶金与后续细密化处理（如揉捏、轧制等）结合起来的粉末成形工艺，使粉末可以在短时高温、高压效果下发作塑性变形，进而完成粉末颗粒间的结合，这种工艺在现在粉末冶金法制备铝基复合材料的研讨中运用较多。与惯例的粉末冶金法比较，揉捏过程中粉末颗粒除遭到三向压应力外，沿揉捏方向还接受巨大的剪切力，其表面的氧化膜破碎后进一步增强了相邻粉末颗粒间的结合强度，安排结构细微均匀且成分偏析少，增强体颗粒无显着聚会，有利于其在基体中的散布，此外这种办法无需烧结，减少了制备工序，下降了本钱。比较高本钱的热等静压工艺，粉末热揉捏工艺归纳优势更为显着，可直接得到物理和力学功能优异的材料。

万州依靠科技兴企取得重大突破。3月17日，从万州区所辖的重庆市万美铝业有限公司传出喜讯，一种旨在再利用废旧塑料，有效解决"白色污染"的环保型木塑复合材料通过该公司聘请的专家们潜心研发获得成功。目前，该新型材料生产项目已经列为重庆市高新技术创新项目，并填补重庆在这方面的产业空白。 　　据了解，此次重庆万美铝业有限公司研发成功的环保型木塑复合仿木材料是以木纤维或农植物纤维为主要组成，既有利于废旧塑料污染物的再生利用，又有利于森林资源的保护和环境保护。　　为了让这项新型材料尽早投入生产和投放市场，重庆万美铝业有限公司已根据万州以及三峡库区的政策优势、地域优势、自然优势及劳动力资源丰富的特点，结合了木材、塑料替代发展的方向，全面启动了年生产1万吨环保型木塑复合材料项目。　　目前，重庆万美铝业有限公司所启动的年生产1万吨环保型木塑复合材料项目得到重庆和万州的重点扶持，万州区已经将其列为新型工业化建设重点扶持项目。同时，在万州区委、区政府及相关部门的支持下，该项目已经获得国家开发银行首批贷款800万元，并正式开始实施项目的建设。据悉，该项目建成后，预计可实现年销售收入1.21亿元。

 钨基复合材料制备电触头的特色     高能球磨法在制备铜基电触头复合材料的技术中对电触头的安排结构、力学功能和导电功能的影响,并对复合材料粉末中B4C颗粒的描摹、粒度以及在铜基体中的散布状况进行了研讨.实验结果表明,高能球磨法对改动增强颗粒的描摹、改进增强颗粒体的散布均匀性十分有用,并且能够有用地进步触头材料的硬度和耐磨性.     钨基复合材料制备电触头的特色：钨铜、碳化钨铜是以金属钨或碳化钨作为骨架，而将铜充填于骨架的孔隙内组成复合材料，其高熔点骨架确保触头的耐压强度、抗电弧烧蚀，铜不只进步导电、导热和改进制作功能，并且在电弧高温蒸腾时可吸收很多电弧热量，改进运用条件和下降电蚀效果。钨铜等电工合金以其高密度、高导热率、高强度和硬度、低电阻率、低热膨胀系数，且耐电弧烧损性，抗熔焊性、抗电蚀性等功能在电触摸材料和电极材料使用上的优点是其它材料在短期内无法代替的。     触头基体和铜面的结合面是靠钨和铜两元素彼此分散进去的，两者的结合强度十分高，在高温电弧效果下不开裂(40.5KV 630A，电弧温度大约3000度)。基面(钨铜，钼铜，铜钨碳化钨)做