肖伯律，刘振宇，张星星，马宗义

(中国科学院金属研究所，辽宁 沈阳 110016)



面向未来应用的金属基复合材料

肖伯律，刘振宇，张星星，马宗义

(中国科学院金属研究所，辽宁 沈阳 110016)

规模化应用促使金属基复合材料研发向更高强度、良好塑韧性和工艺性的方向迈进。围绕该目标，近年来的研究重点主要以多尺度强化、纳米碳材料增强以及非均质构型设计等为特点。介绍了金属基复合材料相关的研究进展，指出超细晶、超细颗粒协同强化可以获得高强度与良好塑韧性，进一步通过双尺度增强相强化可以兼顾模量等综合性能；纳米碳材料综合性能极高，对金属的强化具有高效与多样化特性；非均质构型在充分发挥纳米碳和陶瓷相的增强作用、挖掘复合材料性能极限方面体现了极高的可行性。同时也指出了这些研究面临的挑战，以及未来开展构型仿真、纳米碳-金属界面模拟研究以及发展必须的宏量制备技术的必要性。可以预见，金属基复合材料的研发已经进入新阶段，并已成为高性能材料发展的一个重要方向。

金属基复合材料；构型；碳纳米管；石墨烯；超细晶

1　前　言

材料复合化突破了单体材料无法获得的综合性能的缺点，成为新材料研发的重要方向。金属与陶瓷等材料的复合集成了不同组元的模量、强度、导热、线膨胀以及耐磨性等方面的优势，广泛应用于飞机及其发动机、空间飞行器、电子封装、核电等工程装备以及汽车、轨道车辆等产品，取得了可观的工业成就，因而金属基复合材料已成为传统金属材料以外的重要材料体系。……