金属基复合材料不仅具有高的比强度和比刚度，而且具有耐热、耐磨、热膨胀系数小、抗疲劳性能好等优点，已成为21世纪发展潜力巨大的高性能新材料之一，应用前景十分广阔。本书具有完整的金属基复合材料内容体系，系统介绍了金属基复合材料的增强体材料、设计、制造技术、成形加工、界面及其表征、性能、损伤与失效、应用等，内容新颖，具有鲜明的科研反哺教学和产教融合特色。
新材料的研究、开发与应用一直是当代高新技术的重要内容之一。复合材料，特别是金属基复合材料，在新材料技术领域占有重要的地位，对促进军事和民用领域的高科技现代化起着至关重要的作用，因此备受学术界和工业界重视。
金属基复合材料是以金属或其合金为基体、与一种或几种金属或无机非金属增强体人工结合而成的新型材料，在航空、航天、汽车、电子、军工等领域得到越来越多的应用，系统了解和学习金属基复合材料已经成为全国很多材料类专业人才培养的迫切需要。本书为满足这一需求，在结合编者团队多年的研究成果、教学经验，并在参考现有相关专著、教材和学术文献的基础上，设计了全新的金属基复合材料教材的体系和内容，力求系统反映金属基复合材料的最新学术与开发应用成果。
本书编者长期从事金属基复合材料的科学研究、技术开发和人才培养，先后承担了国家“863”计划、国家自然科学基金面上和重点项目、教育部重点科技项目、高等学校博士学科点专项科研基金项目以及江苏省自然基金、工业支撑和重大科技成果转化专项资金项目等30余项，在原位合成颗粒增强铝基复合材料方面的研究成果已经实现了产业化，获得了显著的社会效益和经济效益。同时，编者在金属基复合材料的课程教学方面也积累了丰富的经验，通过不断凝练思路和完善内容，形成了科教、产教协同育人的特色。本书以金属基复合材料的增强体材料—设计—制造技术—成形加工—界面及其表征—性能—损伤与失效—应用为主线，内容新颖，系统实用。
本书结合近十年来金属基复合材料领域的最新学术和开发应用成果，已被列入江苏省重点教材建设项目。本书由江苏大学赵玉涛教授、陈刚教授任主编，焦雷副教授、怯喜周副教授、张振亚博士、陈飞博士等人参与了本书的编写工作，吴继礼博士、汪存龙博士、梁向锋博士参与了本书修改与校对工作。本书由上海交通大学范同祥教授主审。在编写过程中参考了许多文献资料，主要文献已列于书末的参考文献，在此谨向所有参考文献的作者致以诚挚的谢意。
本书可作为材料类本科生、研究生的专业课程教材，参考教学学时数为32。
限于编者水平，书中难免有误，恳请同行和读者批评指正，以便补充和完善。
前言
第1章绪论1
1.1金属基复合材料概述2
1.2金属基复合材料特性4
1.3金属基复合材料发展前沿及趋势6
1.3.1金属基复合材料结构理论的发展7
1.3.2新型金属基复合材料8
1.3.3金属基复合材料制造新技术9
本章思考题11
第2章增强体材料12
2.1增强体的分类13
2.1.1纤维13
2.1.2晶须13
2.1.3颗粒13
2.1.4其他14
2.2纤维增强体14
2.2.1碳纤维14
2.2.2硼纤维16
2.2.3碳化硅纤维17
2.2.4氧化铝纤维20
2.3晶须增强体23
2.3.1晶须的分类23
2.3.2晶须的物理性质24
2.3.3晶须的分散25
2.4颗粒增强体25
2.5其他增强体26
2.5.1金属丝26
2.5.2碳纳米管27
2.5.3石墨烯29
本章思考题30
第3章金属基复合材料的设计32
3.1金属基复合材料设计基础32
3.1.1复合效应32
3.1.2复合材料的可设计性34
3.1.3复合材料设计的研究方法35
3.1.4复合材料的虚拟设计38
3.1.5原材料的选择原则38
3.2金属基结构复合材料的设计41
3.2.1基体的选择41
3.2.2增强体的选择43
3.2.3单向连续纤维增强金属基复合
材料力学性能设计44
3.2.4短纤维增强金属复合材料力学
性能设计49
3.2.5颗粒增强金属基复合材料力学
性能设计52
3.3金属基功能复合材料的设计55
3.3.1基体的选择55
3.3.2功能体的选择56
3.3.3功能复合材料调整优值的途径56
3.3.4利用复合效应创造新型功能
复合材料58
3.3.5物理性能设计58
3.3.6热防护梯度功能材料设计63
本章思考题65
第4章金属基复合材料的制造技术67
4.1金属基复合材料制造技术概述67
4.1.1金属基复合材料制造方法的
分类67
4.1.2制造技术应具备的条件67
4.1.3金属基复合材料制造的关键性
技术68
4.2固态制造技术68
4.2.1粉末冶金技术68
4.2.2热压和热等静压技术69
4.2.3热轧､热挤压和热拉技术71
4.2.4爆炸焊接技术72
4.3液态制造技术72
4.3.1真空压力浸渗技术72
4.3.2挤压铸造技术74
4.3.3液态金属搅拌铸造技术74
4.3.4液态金属浸渍技术79
4.3.5共喷沉积技术81
4.4原位自生成技术83
4.4.1定向凝固法83
4.4.2反应自生成法83
4.5表面复合技术92
4.5.1物理气相沉积技术92
4.5.2化学气相沉积技术93
4.5.3热喷涂技术93
4.5.4电镀､化学镀和复合镀技术94
本章思考题95
第5章金属基复合材料的成形加工96
5.1金属基复合材料液态成形96
5.1.1常规铸造成形96
5.1.2特种铸造成形100
5.1.33D打印102
5.2金属基复合材料塑性成形105
5.2.1塑性成形的力学基础105
5.2.2轧制成形106
5.2.3挤压成形108
5.2.4拉拔成形110
5.2.5超塑性成形111
5.3金属基复合材料连接技术113
5.3.1连接方法及其特点113
5.3.2不同连接技术的比较118
5.3.3新型连接技术119
5.4金属基复合材料机械加工122
5.4.1切削加工123
5.4.2磨削加工136
本章思考题142
第6章金属基复合材料的界面及其
表征143
6.1界面的定义143
6.2界面的特征143
6.2.1界面的结合机制144
6.2.2界面分类及界面模型145
6.2.3界面的物理化学特性147
6.2.4界面的稳定性161
6.2.5界面结构及界面反应163
6.2.6界面对性能的影响166
6.2.7界面优化与界面反应控制169
6.3金属基复合材料的界面设计170
6.3.1界面结合特性设计170
6.3.2界面设计优化的系统工程171
6.3.3计算机模拟在界面设计中的
应用173
6.4金属基复合材料的界面表征177
6.4.1界面组成及成分变化177
6.4.2界面区的位错分布178
6.4.3界面强度的表征178
6.4.4界面残余应力的测定181
6.4.5界面残余应变的原位测定182
6.4.6界面断裂的原位观察分析184
6.4.7界面结构的高分辨观察及其
计算机模拟184
本章思考题187
第7章金属基复合材料的性能188
7.1金属基复合材料的性能简介188
7.2长纤维增强金属基复合材料192
7.2.1硼纤维增强铝基复合材料193
7.2.2硼纤维增强镁基复合材料195
7.2.3碳纤维增强铝基复合材料195
7.2.4碳纤维增强银基复合材料196
7.2.5碳纤维增强铜基复合材料197
7.2.6碳纤维增强铅基复合材料198
7.2.7碳化硅纤维增强铝基复合材料198
7.2.8碳化硅纤维增强钛基复合材料199
7.2.9纤维增强金属间化合物200
7.3短纤维增强金属基复合材料202
7.3.1短纤维增强铝基复合材料202
7.3.2短纤维增强锌基复合材料204
7.3.3短纤维增强镁基复合材料205
7.4晶须增强金属基复合材料205
7.4.1晶须增强铝基复合材料205
7.4.2晶须增强镁基复合材料210
7.5颗粒增强金属基复合材料212
7.5.1颗粒增强铝基复合材料212
7.5.2颗粒增强镁基复合材料216
7.5.3颗粒增强锌基复合材料216
7.5.4颗粒增强铜基复合材料217
7.5.5颗粒增强钛基复合材料219
7.6混杂增强金属基复合材料性能220
7.6.1室温力学性能220
7.6.2耐磨性能221
7.6.3热物理性能221
7.6.4高温性能2
书单推荐
