●前言第1章緒論111金屬基復合材料概述212金屬基復合材料特性413金屬基復合材料發展前沿及趨勢6131金屬基復合材料結構理論的發展7132新型金屬基復合材料8133金屬基復合材料制造新技術9本章思考題11第2章增強體材料1221增強體的分類13211纖維13212晶須13213顆粒13214其他1422纖維增強體14221碳纖維14222硼纖維16223碳化硅纖維17224氧化鋁纖維2023晶須增強體23231晶須的分類23232晶須的物理性質24233晶須的分散2524顆粒增強體2525其他增強體26251金屬絲26252碳納米管27253石墨烯29本章思考題30第3章金屬基復合材料的設計3231金屬基復合材料設計基礎32311復合效應32312復合材料的可設計性34313復合材料設計的研究方法35314復合材料的虛擬設計38315原材料的選擇原則3832金屬基結構復合材料的設計41321基體的選擇41322增強體的選擇43323單向連續纖維增強金屬基復合材料力學性能設計44324短纖維增強金屬復合材料力學性能設計49325顆粒增強金屬基復合材料力學性能設計5233金屬基功能復合材料的設計55331基體的選擇55332功能體的選擇56333功能復合材料調整優值的途徑56334利用復合效應創造新型功能復合材料58335物理性能設計58336熱防護梯度功能材料設計63本章思考題65第4章金屬基復合材料的制造技術6741金屬基復合材料制造技術概述67411金屬基復合材料制造方法的分類67412制造技術應具備的條件67413金屬基復合材料制造的關鍵性技術6842固態制造技術68421粉末冶金技術68422熱壓和熱等靜壓技術69423熱軋、熱擠壓和熱拉技術71424爆炸焊接技術7243液態制造技術72431真空壓力浸滲技術72432擠壓鑄造技術74433液態金屬攪拌鑄造技術74434液態金屬浸漬技術79435共噴沉積技術8144原位自生成技術83441定向凝固法83442反應自生成法8345表面復合技術92451物理氣相沉積技術92452化學氣相沉積技術93453熱噴塗技術93454電鍍、化學鍍和復合鍍技術94本章思考題95第5章金屬基復合材料的成形加工9651金屬基復合材料液態成形96511常規鑄造成形96512特種鑄造成形1005133D打印10252金屬基復合材料塑性成形105521塑性成形的力學基礎105522軋制成形106523擠壓成形108524拉撥成形110525超塑性成形11153金屬基復合材料連接技術113531連接方法及其特點113532不同連接技術的比較118533新型連接技術11954金屬基復合材料機械加工122541切削加工123542磨削加工136本章思考題142第6章金屬基復合材料的界面及其表征14361界面的定義14362界面的特征143621界面的結合機制144622界面分類及界面模型145623界面的物理化學特性147624界面的穩定性161625界面結構及界面反應163626界面對性能的影響166627界面優化與界面反應控制16963金屬基復合材料的界面設計170631界面結合特性設計170632界面設計優化的繫統工程171633計算機模擬在界面設計中的應用17364金屬基復合材料的界面表征177641界面組成及成分變化177642界面區的位錯分布178643界面強度的表征178644界面殘餘應力的測定181645界面殘餘應變的原位測定182646界面斷裂的原位觀察分析184647界面結構的高分辨觀察及其計算機模擬184本章思考題187第7章金屬基復合材料的性能18871金屬基復合材料的性能簡介18872長纖維增強金屬基復合材料192721硼纖維增強鋁基復合材料193722硼纖維增強鎂基復合材料195723碳纖維增強鋁基復合材料195724碳纖維增強銀基復合材料196725碳纖維增強銅基復合材料197726碳纖維增強鉛基復合材料198727碳化硅纖維增強鋁基復合材料198728碳化硅纖維增強鈦基復合材料199729纖維增強金屬間化合物20073短纖維增強金屬基復合材料202731短纖維增強鋁基復合材料202732短纖維增強鋅基復合材料204733短纖維增強鎂基復合材料20574晶須增強金屬基復合材料205741晶須增強鋁基復合材料205742晶須增強鎂基復合材料21075顆粒增強金屬基復合材料212751顆粒增強鋁基復合材料212752顆粒增強鎂基復合材料216753顆粒增強鋅基復合材料216754顆粒增強銅基復合材料217755顆粒增強鈦基復合材料21976混雜增強金屬基復合材料性能220761室溫力學性能220762耐磨性能221763熱物理性能221764高溫性能22277內生增強金屬基復合材料222771內生增強鋁基復合材料222772內生增強鈦基復合材料225本章思考題226第8章金屬基復合材料的損傷與失效22881金屬基復合材料損傷與失效的基本理論228811基體損傷模型228812增強體的失效準則229813界面損傷模型22982金屬基復合材料的拉伸損傷及失效229821典型金屬基復合材料的損傷分析229822復合材料拉伸失效過程的發展階段23682物理化學相互作用的影響24283金屬基復合材料摩擦損傷與失效246831纖維增強金屬基復合材料的磨損247832顆粒增強金屬基復合材料的磨損24884金屬基復合材料疲勞損傷與失效250841金屬基復合材料疲勞損傷演化250842疲勞壽命預測256本章思考題258第9章金屬基復合材料的應用25991金屬基復合材料的應用範圍259911航天領域的應用259912航空領域的應用260913領域的應用263914陸上交通領域的應用265915電子封裝領域的應用268916其他領域的應用27292金屬基復合材料的再生與回收利用274921金屬基復合材料的再生274922金屬基復合材料的回收277923金屬基復合材料應用的制約因素277本章思考題280參考文獻281前言第1章緒論111金屬基復合材料概述212金屬基復合材料特性413金屬基復合材料發展前沿及趨勢6131金屬基復合材料結構理論的發展7132新型金屬基復合材料8133金屬基復合材料制造新技術9本章思考題11第2章增強體材料1221增強體的分類13211纖維13212晶須13213顆粒13214其他1422纖維增強體14221碳纖維14222硼纖維16223碳化硅纖維17224氧化鋁纖維2023晶須增強體23231晶須的分類23232晶須的物理性質24233晶須的分散2524顆粒增強體2525其他增強體26251金屬絲26252碳納米管27253石墨烯29本章思考題30第3章金屬基復合材料的設計3231金屬基復合材料設計基礎32311復合效應32312復合材料的可設計性34313復合材料設計的研究方法35314復合材料的虛擬設計38315原材料的選擇原則3832金屬基結構復合材料的設計41321基體的選擇41322增強體的選擇43323單向連續纖維增強金屬基復合材料力學性能設計44324短纖維增強金屬復合材料力學性能設計49325顆粒增強金屬基復合材料力學性能設計5233金屬基功能復合材料的設計55331基體的選擇55332功能體的選擇56333功能復合材料調整優值的途徑56334利用復合效應創造新型功能復合材料58335物理性能設計58336熱防護梯度功能材料設計63本章思考題65第4章金屬基復合材料的制造技術6741金屬基復合材料制造技術概述67411金屬基復合材料制造方法的分類67412制造技術應具備的條件67413金屬基復合材料制造的關鍵性技術6842固態制造技術68421粉末冶金技術68422熱壓和熱等靜壓技術69423熱軋、熱擠壓和熱拉技術71424爆炸焊接技術7243液態制造技術72431真空壓力浸滲技術72432擠壓鑄造技術74433液態金屬攪拌鑄造技術74434液態金屬浸漬技術79435共噴沉積技術8144原位自生成技術83441定向凝固法83442反應自生成法8345表面復合技術92451物理氣相沉積技術92452化學氣相沉積技術93453熱噴塗技術93454電鍍、化學鍍和復合鍍技術94本章思考題95第5章金屬基復合材料的成形加工9651金屬基復合材料液態成形96511常規鑄造成形96512特種鑄造成形1005133D打印10252金屬基復合材料塑性成形105521塑性成形的力學基礎105522軋制成形106523擠壓成形108524拉撥成形110525超塑性成形11153金屬基復合材料連接技術113531連接方法及其特點113532不同連接技術的比較118533新型連接技術11954金屬基復合材料機械加工122541切削加工123542磨削加工136本章思考題142第6章金屬基復合材料的界面及其表征14361界面的定義14362界面的特征143621界面的結合機制144622界面分類及界面模型145623界面的物理化學特性147624界面的穩定性161625界面結構及界面反應163626界面對性能的影響166627界面優化與界面反應控制16963金屬基復合材料的界面設計170631界面結合特性設計170632界面設計優化的繫統工程171633計算機模擬在界面設計中的應用17364金屬基復合材料的界面表征177641界面組成及成分變化177642界面區的位錯分布178643界面強度的表征178644界面殘餘應力的測定181645界面殘餘應變的原位測定182646界面斷裂的原位觀察分析184647界面結構的高分辨觀察及其計算機模擬184本章思考題187第7章金屬基復合材料的性能18871金屬基復合材料的性能簡介18872長纖維增強金屬基復合材料192721硼纖維增強鋁基復合材料193722硼纖維增強鎂基復合材料195723碳纖維增強鋁基復合材料195724碳纖維增強銀基復合材料196725碳纖維增強銅基復合材料197726碳纖維增強鉛基復合材料198727碳化硅纖維增強鋁基復合材料198728碳化硅纖維增強鈦基復合材料199729纖維增強金屬間化合物20073短纖維增強金屬基復合材料202731短纖維增強鋁基復合材料202732短纖維增強鋅基復合材料204733短纖維增強鎂基復合材料20574晶須增強金屬基復合材料205741晶須增強鋁基復合材料205742晶須增強鎂基復合材料21075顆粒增強金屬基復合材料212751顆粒增強鋁基復合材料212752顆粒增強鎂基復合材料216753顆粒增強鋅基復合材料216754顆粒增強銅基復合材料217755顆粒增強鈦基復合材料21976混雜增強金屬基復合材料性能220761室溫力學性能220762耐磨性能221763熱物理性能221764高溫性能22277內生增強金屬基復合材料222771內生增強鋁基復合材料222772內生增強鈦基復合材料225本章思考題226第8章金屬基復合材料的損傷與失效22881金屬基復合材料損傷與失效的基本理論228811基體損傷模型228812增強體的失效準則229813界面損傷模型22982金屬基復合材料的拉伸損傷及失效229821典型金屬基復合材料的損傷分析229822復合材料拉伸失效過程的發展階段23682物理化學相互作用的影響24283金屬基復合材料摩擦損傷與失效246831纖維增強金屬基復合材料的磨損247832顆粒增強金屬基復合材料的磨損24884金屬基復合材料疲勞損傷與失效250841金屬基復合材料疲勞損傷演化250842疲勞壽命預測256本章思考題258第9章金屬基復合材料的應用25991金屬基復合材料的應用範圍259911航天領域的應用259912航空領域的應用260913領域的應用263914陸上交通領域的應用265915電子封裝領域的應用268916其他領域的應用27292金屬基復合材料的再生與回收利用274921金屬基復合材料的再生274922金屬基復合材料的回收277923金屬基復合材料應用的制約因素277本章思考題280參考文獻281

金屬基復合材料不僅具有高的比強度和比剛度，而且具有耐熱、耐磨、熱膨脹繫數小、抗疲勞性能好等優點，已成為21世紀發展潛力巨大的高性能新材料之一，應用前景十分廣闊。本書具有完整的金屬基復合材料內容體繫，繫統介紹了金屬基復合材料的增強體材料、設計、制造技術、成形加工、界面及其表征、性能、損傷與失效、應用等，內容新穎，具有鮮明的科研反哺教學和產教融合特色。

新材料的研究、開發與應用一直是當代高新技術的重要內容之一。復合材料，特別是金屬基復合材料，在新材料技術領域占有重要的地位，對促進軍事和民用領域的高科技現代化起著至關重要的作用，因此備受學術界和工業界重視。金屬基復合材料是以金屬或其合金為基體、與一種或幾種金屬或無機非金屬增強體人工結合而成的新型材料，在航空、航天、汽車、電子、等領域得到越來越多的應用，繫統了解和學習金屬基復合材料已經成為全國很多材料類專業人纔培養的迫切需要。本書為滿足這一需求，在結合編者團隊多年的研究成果、教學經驗，並在參考現有相關專著、教材和學術文獻的基礎上，設計了全新的金屬基復合材料教材的體繫和內容，力求繫統反映金屬基復合材料的近期新學術與開發應用成果。本書編者長期從事金屬基復合材料的科學研究、技術開發和人纔培養，先後承擔了國家“863”計劃、國家自然科學基金面上和重點項目、教育部重點科技項目、高等學校博士學科點專項科研等