摘要：金属基复合材料的力学性能不仅取决于增强相与基体的成分配比,还取决于2者的复合构型(形状、尺寸和空间分布)。本文主要围绕复合构型设计,包括增强体非均匀构型设计和基体本征异构设计,归纳金属基复合材料构型设计尺度精细化、尺寸定量化、结构参量多元化的发展历程,探讨了基于能量耗散理论的金属基复合材料构型化复合与强韧化的未来发展方向。

摘要：从高导热复合构型、高导热复合界面及新型高导热纳米碳增强体3个方面,综述了热管理用铜基和铝基功能复合材料的研究进展,并对高导热金属基复合材料的未来发展方向进行了预测与展望。在材料组分相同的情况下,基于金属基体与导热增强体之间复合构型和复合界面的差异,制备的金属基复合材料的导热与热膨胀性能会发生显著变化。此外,由于纳米增强体与基体在形貌、尺寸及表面化学性质等方面的不相容性,在新型高导热金属基纳米复合材料的研发过程中,更需要兼顾高导热复合构型与复合界面的优化设计。可以预言,采用碳纳米管、石墨烯纳米片等新型纳米碳增强体,设计与制备具有微/纳米跨尺度分级复合构型的金属基复合材料将成为未来的研究热点。

摘要：从碳纳米管表面改性、金属基体合金化和复合工艺优化三个方面综述了碳纳米管增强铝基复合材料界面设计与调控的研究新进展,并对未来可能的发展新趋势进行了展望。现有的界面设计研究尚存在一定的局限性,如碳纳米管表面改性引入金属或氧化物连续镀膜将碳纳米管与基体隔离,缺乏对镀膜尺寸和分布的设计调控,未能有效发挥碳纳米管自身的复合强化作用,未来需要针对复合材料的具体应用和性能需求,更有针对性地设计碳纳米管的表面状态或复合界面的结合程度,如:碳纳米管表面缺陷修饰、复合材料构型优化设计等,并对表面修饰产物的尺寸和分布进行精细有效的调控,以获得更为理想的界面状态,充分发挥纳米碳的增强效率。

摘要：从铝基复合材料纳米化、构型化、制造技术3个方面,综述了先进铝基复合材料研究的新进展,并对其发展趋势进行了展望。新型纳米增强体可为铝基复合材料提供高的增强效率,而增强体和铝基体的纳米化则由于一系列尺寸效应,赋予复合材料更优异的性能;基体晶粒尺寸的双峰、多峰分布,层状、网络等复合构型的设计,为其性能最优化提供了新的途径;新型粉末冶金、大塑性变形、增材制造等新技术为新型铝基复合材料的制备和加工提供了技术基础。可以预见,性能更优异的纳米增强体的应用、不同尺度结构效应的发挥及新型铝基复合材料制备加工新技术的开发,将会成为未来铝基复合材料的研究热点。

摘要：随着碳纳米管增强铝基复合材料制备工艺的不断完善,碳纳米管的难分散问题被妥善解决,复合材料的强度有所提高,但复合材料的高模量、高强度没有得到充分利用,并出现“强度–塑性”倒置现象。本文总结了近年来对碳/铝复合材料界面结构、晶粒结构与复合构型设计的调控手段,讨论了界面结构强度对碳纳米管载荷传递效率的影响,分析了出现倒置现象的原因,并针对复合材料塑韧性差的问题,提出了调控思路,为制备强度高、韧性强的碳纳米管增强铝基复合材料提供依据。