时间：2022-12-30 09:24:24
序论：在您撰写金属基复合材料时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
复合材料不仅具备了高性能、耐高温等优点，而且由于其结构具有可设计性、长寿命与减重等特征，因而在航空航天领域之中的应用变得愈来愈广泛。复合材料是如今复材零件使用中周期偏长、成本偏高，而且风险也相当大的一道工序。在我国创建复合材料的产业链过程中尚具有比较大的问题。有关配套加工技术还不够成熟，因而在复合材料加工上的技术研究上投入的人、财、物力也具有不足之处，与西方国家先进的材料加工技术研究比较起来尚有比较大的距离。正是由于复合材料加工技术尤其是金属基复合材料加工技术在诸多方面得到了非常多的运用，所以加大材料加工技术的探究，显得极为重要。
一、复合材料加工技术概述
复合材料是一种多相材料。这里所说的多相，主要是指具有两种或以上的化学性能的相关材料。复合材料则是把多相材料通过诸多加工方法进行加工而合成。复合材料具有的两相分别为增强相与基体相。复合材料主要存在两种加工技术，也就是常规加工方法与特种加工方法。常规加工法和金属加工法是一样的，加工手段相对较为简单，而工艺也比较成熟。但是，一旦加工复杂工件之时就会对刀具造成极大的磨损，其加工的质量不够好，且在加工中形成的粉末极易对人体造成极大的影响。后者相对来说比较容易加以监控，而在加工的过程中，切削刀具和被加工的工件接触量非常小以至于为零，这就十分有利于自动化加工。然而，由于复合材料所具有的复杂性，导致特种加工之运用也会遭受限制，因此，一般来说，常规性加工的运用比较多。
二、金属基复合材料加工技术分析
所谓金属基复合材料，主要是指以金属及合金为基础，使用陶瓷颗粒和纤维等为强化材料复合起来的一种高质量的材料。因为这类材料具备了强度比较高、耐热与耐磨、稳定性高等良好的性能，从而让这类材料已经成为诸多实践领域之中最具有吸引力的一类材料。该材料大量运用在航空和军事等诸多领域。在金属基复合材料的生产过程之中，为切实降低材料的生产成本与提升性能，通常是先把该材料制作为铸锭与初级板材之后，再通过二次加工成形以制做出能够直接运用的零件等。由于精密加工技术的不断发展，对精密化、洁净化、精度较高的材料需求量不断增加，精准化与高韧度的金属基复合材料市场份额变得愈来愈大。所以，对这种复合材料的加工技术进行深入研究，对于推动机械加工技术的推广运用具备了十分突出的实际意义。
三、金属基复合材料加工的具体技术手段
一是切削加工技术手段。金属基复合材料加工技术是一种常用的技术手段。通过认识与把握材料切削加工的常见规律，准确选择刀具与切削的用量，这样一来才能确保加工质量以及相当高的成效。使用硬质合金以及高速钢等为主要的切削刀具，探究了碳化硅颗粒提高铝基复合材料之中的碳化硅含量和尺寸等参数对于切削加工性能所造成的影响。有研究证明碳化硅的颗粒尺寸一旦愈大、含量愈多，刀具所产生的磨损度也更加快。碳化硅的颗粒一旦比较粗大，其加工工件的外表也就会相当粗糙，而且随着颗粒含量持续增加而不断增加，复合材料对于刀具造成的磨损也会越大。使用聚晶金刚石刀具，可以对颗粒增强对复合材料的制备性能进行深入研究。在达到某种切削速度之时，材料对于刀具所造成的损耗是最小的，而且工件外表的粗糙度比较好。在运用常见加工设备之时，侧重于刀具结构的改进与创新，这是提升工作效率的更具有可行性的方式。
二是线切割加工技术手段。传统意义上的刀具只适合于加工体粒径比较小而且含量比较少的那些复合材料。当体粒径不断增加而且含量不断增多之后，高速钢与硬质合金等普通刀具的磨损相当快，即便于选择了高硬度刀具加以切削，其使用寿命也难以让使用者满意。因为这一情况，把特种加工法运用到此类材料之中就非常有必要。当前运用电火花线来切割加工颗粒以强化复合材料的研究已经有了大量的报道，而切割的速度以及切割之后的外表粗糙度则是十分重要的加工参数。通过探究电参数对于电火花线进行切割加工，可以对复合材料切割快慢以及外表粗糙度造成一定的影响。使用扫描电镜来分析复合材料线所切割的加工外表的样貌。脉冲的间隔对于外表粗糙度的影响并不是很大，在其达到了某种程度之时，表面上的粗糙度往往不会受到影响。通过选择比较大的峰值电流以及比较短的脉冲宽度，可以对复合材料实施比较理想的电火花线进行切割和加工。这类材料的线切割加工必须要科学地选择电加工的参数，电极间的电压一定要高出间隙以击穿电压，合理地确定电极与工件彼此间所具有的距离，合理地选择电介液绝缘力而且对间隙污染实施合理评估与清除。
三是磨削加工手段。对金属基复合材料实施磨削加工，主要是指运用磨具所具有的切削力，除了工件外表的那些多余层，可以让工件的外表质量能够达到预定要求的一些加工手段。如今，经常见到的金属基复合材料磨削加工手段主要包括了外圆磨削、内圆磨削以及成形面磨削等。这类材料所具有的磨削特点受到了增强相以及其所用的砂轮类型造成的影响，提高材料所具有的磨削方式，而软性金属堵塞砂轮则是砂轮丧失效力的一个重要因素，而磨削加工过程中所出F的主要问题就是砂轮的堵塞、磨削区出现冷却。所以说，在进行实验的条件之下，磨削颗粒增强型的复合材料之中，碳化硅砂轮的表现相当突出，其在磨削力、粗糙度等各个方面均超出了CBN以及金刚石磨料砂轮等材料。利用陶瓷基SiC砂轮以及树脂结合剂金刚石砂轮等对增强型复合材料所实施的磨削证明了SiC砂轮可用于粗磨之中。在粗磨过程中，工件磨削表面上会产生基体金属涂敷等问题，从而切实地降低表面具有的粗糙度。金刚石砂轮十分适合于进行精磨。在精磨过程中，基体材料并无显著的涂敷状况。利用细粒度金刚石砂轮，可以对1um深的磨削区实施材料的延性化磨削，其表面和亚表面并无裂纹或者缺陷出现，能够促进增强相之延性。所以说，磨削是金属基复合材料加工当中极有发展前景的加工方式之一，能实现无损化加工。
四是钻削和振动切削加工手段。碳化硅铝基复合材料的性能有别于普通钢铁材料，一般是使用整体或者涂层金刚石钻头实施孔加工。钻削加工当中出现的刀具磨损以及加工表面质量则是判断其可加工性能的重要指标。对铝合金复合材料刀具所产生的磨损以及表面质量开展试验性研究。在钻削铝合金复合材料的过程之中，钻头磨损如果发生于后刀面，产生磨损的原因则是磨料的磨损。运用扫描电镜可发现钻头后和切削速度方向保持一致的磨损沟，而钻头的横刃与外缘处也存在着磨损。刀具耐用度首推YG8钻头，TiN涂层以及深冷钻头质量较次，而HSS钻头则是最差的。当前，国内外对于金属基复合材料振动切削与加工的研究相对较少。超声振动切削作为特种加工技术手段之一，具备了减小切削力与降低表面粗糙程度、提升加工精度并且延长刀具寿命等特点。通过对铝基复合材料所进行的振动切削开展研究，把振动切削复合材料的所具有的切屑形态、变形系数以及剪切角切削形貌与粗糙度、残余应力等开展对比与研究，可以发现振动切削铝基复合材料具备了降低切屑变形、降低表面损伤程度与粗糙度、加大表面压应力等功能，这样一来就为金属基复合材料实施精密化切削探索出了一条崭新的发展途径。
四、结束语
综上所述，复合材料加工技术均有各自不同的特色，其中金属基复合材料属于具备组分材料难以拥有的全新优质性能的一种先进材料。因为复合材料的制造成本相对来说比较高，所以在其加工的过程之中应当尽可能地提升材料的利用率，切实降低能源所产生的消耗，推动我国清洁材料的生产。目前阶段，应当致力于发展各类二次成形之后的零件不再需要进行加工或少加工即可得到成品的技术，从而不断推动金属基复合材料的精密化、清洁化与高效化生产。
参考文献：
[1]沃丁柱. 复合材料大全[M]. 北京：化学工业出版社，2000.
[2]程秀全. 航空工程材料[M]. 北京：国防工业出版社，2009.
【关键词】金属基复合材料 性能 关键技术
一、背景
20世纪60年代，美国航天飞机主舱体的主龙骨的支柱就采用了硼纤维增强铝基复合材料；20世纪80年代初期，逐渐强化对碳纤维增强铝基复合材料制备工艺技术研究力度，如压铸、半固态复合铸造以及喷射沉积和原位金属直接氧化法、反应生成法。80年中期开始加强对金属基复合材料界面稳定性研究。
二、金属基复合材料特征性能内容
高强度、高模量、低密度的增强纤维的加入，使MMC的比强度和比模量成倍地提高；良好的高温稳定性和热冲击性。金属基体的高温性能比聚合物高很多，加上增强材料主要为无机物，在高温下具有很高的强度和模量，因此MMC比基体金属具有更高的高温性能；热膨胀系数小、尺寸稳定性好；良好的导热性；不吸潮、不老化、气密性好。
三、MMC的制备工艺和制备方法研究
金属基复合材料的制备工艺研究主要包含以下几个方面：金属基体和增强物的结合方式和结合性；增强物在金属基体中的混合分布情况；降低成本，复合材料硬度、稳定性的提升；避免连续性纤维在制作中的出现伤损状况。
目前制备方法有固态法，液态法，喷涂喷射沉积，原位复合等。
（一）固态法。固态法指在制备过程中把纤维、颗粒等与金属基体按照原始设计要求，通过低温、高压条件将二者复合粘结，最终形成金属基复合材料。该制备方法整个工艺保持在低温环境下、且金属材料和纤维、颗粒等增强物状态呈现为固态、界面反应不严重。固态法制备工艺包含以下两个方面：
1.扩散结合。扩散结合是指金属材料在一定温度和压强下，把新鲜清洁表面的金属和增强材料，通过表面原子的互相扩散而连接在一起的固态化焊接技术。如图
2.粉末冶金。粉末冶金（Powder Metallurgy）适应范围广，对于长纤维、短纤维、颗粒性金属基增强材料的制备都适合，粉末冶金制作工艺是将金属材料和增强物（颗粒、纤维等）按照一定要求混合，并经过压制、烧结及后期一系列处理工艺制成金属基复合材料。在制备过程中，为提升该方法产品的压制性和烧制收缩率，可根据实际需要加入液相烧结组元，通过这种工艺制备的金属基复合材料可有效增强其室、常温条件下材料的硬度、耐磨度的部分。[1]粉末冶金法工艺过程如下图
（二）液态法。液态法包含压铸、半固态的符合铸造、搅拌法和无压渗透法等，根据其内容划分又称之为“熔铸法”。这些方法的共同持点是金属基体在制备复合材料时均处于液态。这种方法优点显著，成本低、基础设施要求不高，且只需要一次性即可完成，它的这些优势决定其可批量大规模进行生产。其中日本松下润二 采用离心铸造法制造出AlSi 基石墨增强复合材料[2]。
（三）喷涂与喷射沉积。喷涂沉积主要应用于纤维增强金属基复合材料的预制层的制备，亦可以作为获取层状复合材料坯料的方法。该工艺主要用作颗粒型金属复合材料的制作，其最大的优势在于对增强材料、金属润湿要求不高，接触时间较短且界面反应量少。
（四）原位复合。解决了增强材料与金属基体之间的相容性问题、即增强材料与金属基体的润湿性要求。解决了高温下的界面反应等。例如：
四、技术关键以及难点
主要是加工温度高，性能波动，成本高以及制造工艺中的金属基复合材料中的金属与增强物的相容性。
五、应用前景
金属基复合材料独特优势，决定其必然在将来得到广泛利用，并得到规模生产，且伴随着科技发展，其成本亦会变得越来越低。当前就工艺技术而言，铸造法和原位复合法得到广泛应用，前者工艺流程简易、且成本廉价，而后者具备优良工艺特征，具备极强发展前景。若将来可综合二者，金属基复合材料将会取得更为显著的成果。
参考文献：
【关键词】金属基复合材料；制备工艺；问题
制备金属基复合材料是一项十分复杂且重要的工作，制备工艺包括很多方面，而颗粒增强金属基复合材料作为整个制备工艺中最重要的一种方法，其制备工艺水平和质量将直接影响着整个金属基复合材料制备工艺的质量，关系着后期复合材料的使用周期和使用寿命，甚至会影响机械性能。因此，探讨、分析颗粒增强金属基复合材料制备工艺具有重要的作用和意义，只有材料研究工作人员重视工作、研究工作中颗粒在金属基复合材料制备中的应用，最终，才能提高整个金属基复合材料制备工艺的水平和质量。
一、基体和颗粒增强相的选择
基体和增强相的选择是影响制备金属基复合材料重要因素之一，在制备时，需要两者有良好的湿润性，只有满足相应的要求，才能将其进行良好的结合，促进成品综合性能的提高。
（一）基体的影响
按照基体的不同，将颗粒增强金属基复合材料分为：铜基、钛基、锌基以及铝基等复合材料。通常金属基体必须具备一定的成型性和流动性，只有这样才能将其与增强颗粒进行有效的复合。但是，由于金属基体的熔点高，因此容易发生界面反应和氧化反应，而这些材料很容易对复合材料的制备造成不利影响。
（二）增强颗粒的影响
当前制备金属基复合材料中，我们需要解决的问题主要是如何能够在金属基体中将颗粒增强相均匀分布其中，同时还要保证两者能够良好的结合。本文主要分析的是陶瓷颗粒增强相，选择陶瓷颗粒增强相不仅要考虑颗粒增强相的制备工艺和应用条件，同时，还要考虑成本多少等因素。影响制备工艺的因素主要有两个：颗粒尺寸和颗粒形状。其中颗粒自身的尺寸越小其表面能就越大，因此，颗粒的粘黏性就越大。颗粒的形状为圆形时，颗粒周边的应变分布不仅较为均匀而且应变较小。
（三）润湿性
增强体颗粒和金属基体之间的润湿性，能够起到增强相颗粒进入金属基体、改善复合材料的综合性能以及细化晶粒的作用。如果增强体颗粒和金属基体之间的润湿性没有得到改善，那么上述介绍的作用也就不复存在了。改善两者之间的润湿性可以通过添加合金元素、对增强颗粒表面进行处理等方式。
二、颗粒增强金属基复合材料的制备工艺
颗粒增强金属复合材料发展到现在大约已经有30年，从发展到现在，材料研究人员一直对金属基复合材料的控制界面反应途径、界面反应规律以及高效的制备方法等方面进行了大量的研究，并且取得了很多重要的成果，从而在很大程度上促进了金属基复合材料的发展和应用。颗粒增强金属基复合材料制备方式有很多种，主要如下：
（一）搅拌铸造法
搅拌铸造法主要是在基体金属液中加入适量的增强体，然后通过将搅拌器进行高速旋转从而促使基体金属液相和固相充分混合均匀，待其搅拌均匀后浇入铸造模型中。如何将增强体均匀分布于基体中并且还要良好的与界面结合是该方法中最为关键的环节。搅拌铸造法主要分为两种：一种是真空搅拌铸造法，另一种是非真空搅拌铸造法。
我国部分研究人员在真空搅拌铸造法的基础上成功制备出，诸如20vo%l SiC颗粒增强A356基复合材料等。并且根据浇筑方式、搅拌时间以及真空度等方面通过相应的研究，探讨了通过降低搅拌铸造法制造铝基复合材料的孔隙率的措施。搅拌铸造法具有相当多的优点：设备简单、能够大规模生产以及成本较低等。但是同时也存在一定的缺陷，例如界面反应、均匀分布性、陶瓷颗粒的偏距等问题。除此之外，非真空搅拌铸造过程中，由于会吸入大量的气体，从而导致内部产生气孔。
（二）挤压铸造法
挤压铸造法在制备金属基复合材料中应用的非常广泛，该方法主要是将作为预制块的增强体放入模具中，然后进基体合金溶液浇入模具中，随后在模板上施加相应的压力从而制成成品。复合材料和基体相比，其抗拉强度和弹性模量都有显著的提升。挤压铸造法有以下几个方面的优点：增强相的体积分数范围可以根据需要进行调整、冷却速度快、易于大批量生产、生产周期短等。同时，挤压铸造法中还存在一定的问题：制造形状复杂的制件难度较大等。
（三）半固态搅熔复合法
半固态搅熔复合法主要是通过将处于半固态情况下的金属合金进行搅拌，将金属合金液以及强项颗粒充分的融入金属溶液中，从而达到颗粒增强的目的。我国部分研究人员通过利用该种方法成功制备出了Al2O3/A复合材料等。
（四）熔体浸渗法
熔体浸渗法主要是在直接金属氧化法制备工艺的基础上提出的。熔渗法主要是在相应的温度条件下，将金属或是合金熔体能够自发渗入预制块体中。压力浸渗以及无压浸渗是熔体浸渗的两种方式，压力浸渗主要是金属熔体通过机械装置或者惰性气体产生的压力，将其渗入到预制块中，该方法制备出的金属基复合材料的体积分数可达到50%。无压浸渗主要是指在制备过程中不需要任何的压力，通过大气并结合助渗剂，将合金液体能够渗入到增强粒子之间，从而实现形成复合材料的目的。无压渗透制备出的体积分数要高于压力渗透制备出的体积分数。熔体浸渗法和搅拌铸造法相比，可以制备出的体积分数较大的复合材料。但是，同样也存在一定的缺陷，例如界面反应、晶粒尺寸粗大、预制块的变形等问题。
（五）粉末冶金法
粉末冶金法主要分为以下几个步骤：1、将增强粉末和基体粉末充分混合。2、将其混合后，采取球磨压实。3、采用不同的制备工艺将其在干燥的状态下进行烧结。这三个步骤是影响最后制备的复合材料微观组织和使用性能主要的因素。相关研究表明，已经有研究人员通过对粉末冶金法的应用，成功地制备出了一种纳米SiC颗粒增强铝基复合材料。并通过相关研究实践证实，复合材料和纯铝相比，其布氏硬度整体提高了20%。该方法的主要优点就是所有种类的增强相都可以使用、可以将所有的合金作为基体材料并且还可以制备出大体积分数的复合材料且没有界面反应。但是，该方法同样也存在一定的问题，主要是形状容易受到限制、制备的时间较长、制备工艺相对复杂以及成本耗费量大等。
结束语
综上所述，本文主要分析了颗粒增强金属基复合材料制备工艺。颗粒增强金属基复合材料经过长时间的发展，取得了很多重大成果。该种材料不仅易于二次加工，而且耐磨性强，同时，价格也相对便宜且制备工艺较为简单。笔者希望更多的专业人士能投入到该课题研究中，针对文中存在的不足，提出指正建议，为提高我国颗粒增强金属基复合材料制备工艺的提高做出重要的贡献。
参考文献
[1]贺毅强.颗粒增强金属基复合材料的研究进展[J].热加工工艺，2012，02：133-136.
[2]刘建华，沈胜利.颗粒增强金属基复合材料制备工艺的综述[J].热加工工艺，2011，10：106-108+112.
[3]任莹，路学成，许爱芬.颗粒增强金属基复合材料简介[J].热处理，2011，05：15-19.
[4]刘宗德，董世运，白树林.颗粒增强金属基复合材料涂层的制备及其特性与应用[J].复合材料学报，2013，01：1-13.
Abstract： In this paper， through the introduction of the current situation of the development of water-based ink and metallic ink， including the introduction of resin， binders and additives. They are combined with the most useful ingredients so far. Therefore， a new kind of water-based gravure ink metal is put forward to replace the processing technology of paper and aluminum composite in the cigarette package. Now， the residual substances such as glue and adhesive used in the paper aluminum composite process are harmful to people's health. Smoking is harmful to health， but there is no harm in packaging. So， it is important to avoid the formation of harmful substances in the packaging to avoid the added mistake.
关键词： 水性油墨；金属油墨；树脂；连结料；助剂；水性金属凹印油墨
Key words： water-based ink；metal ink；resin；binders；additives；water-based metal gravure ink
中图分类号：TQ630.6+2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）06-0131-03
0 引言
近年来，伴随着工业化的发展，国家对印刷行业低碳环保要求的不断深入，对低碳环保型的印刷油墨需求越来越迫切，油墨市场的低碳竞争日趋激烈、环保低碳的呼声愈来愈高，传统的溶剂型（苯或酯）类油墨已不能适应和满足现代印刷业的发展需求，具有环保性、低碳性、无毒无污染、适应国家环保发展需要的水性金属油墨亟待推出。
作为一种新型的环保油墨，水性金属油墨的探索响应了我国绿色印刷的号召，加速了绿色进程，其主要优势有：不含挥发性有机溶剂，不仅能减少印刷品表面残留的有害物质，易于印刷设备清洗，还能降低由于静电和易燃溶剂引起的火灾隐患。唯一不足的是现有的技术水平印刷出来的产品仅能达到现有挥发性溶剂油墨的金属光泽和印刷效果的70%。
1 水性凹版油墨的发展
1.1 凹版印刷原理
在印刷过程中，印版滚筒的一部分浸渍于墨槽中并在墨槽中滚动，使整个印版表面涂满油墨，然后用刮刀刮去印版空白部分的油墨，使图文部分着墨，非图文部分不着墨，再由压印机将凹下的图文部分油墨压印到承印物表面，完成油墨向承印物的转移[1]。
凹版油墨的黏度很低，并且有大量挥发性的有机溶剂，生产凹印油墨时一般用球磨机或砂磨机研磨，以减少溶剂挥发[2]。现在，工业材料、包装装潢印刷等都采用了凹版印刷，其中包括塑料（聚丙烯、聚乙烯、聚酯、尼龙等）、铝箔、卡、玻璃纸等。目前，对产品不断创新是促进油墨增长的一条不错的途径[3]。
1.2 国外水性油墨的发展
早在20世纪60年代，由于环保的要求和石油原材料的紧张，一些发达国家逐渐限制使用石油产品制造印刷油墨。由此人们开始研究非有机溶剂型油墨，使得水性油墨取得了较大的进展。
到了20世纪70年代，由于石油危机，导致油墨用原材料再度紧张，同时对于食品等包装的要求也进一步提升。水性油墨经过不断的升级，解决了光泽度和印刷适性等方面的不足，最终促进了水性油墨的发展。在美国，95%的柔版印刷品和80%的凹版印刷品采用了水性油墨；在日本，70%的柔性版印刷用于瓦楞纸箱行业，其中95%的业务使用的是水性油墨。
1.3 国内水性油墨的发展
我国近代水性油墨的发展首先是从网印用水性油墨开始的，是利用一些水溶性淀粉、骨胶之类的天然高分子物质作为连接料，与颜料研磨得到水性油墨，人们习惯称之为皮浆，用于丝网印刷。对于油墨环保性能的要求的越来越高，已有部分水基凹印油墨开始使用，最早使用的水性油墨是用一种溶于乙醇和碱性水溶液的天然树脂虫胶作为连接料，随着科学技术的发展，松香、马来酸改性树脂成为了油墨中主要的成分。
1.4 水性金属油墨的现状
同其他油墨一样，金、银墨主要也是由颜料和连结料两大部分组成的，简单的说金墨是用捣墨法制成的金粉和调金油调配而成的印刷油墨，银墨是由铝粉和调银油墨而成的。不同于溶剂型金属颜料，水性金、银墨使用的水性金属颜料需要进行特殊的表面处理，从而获得亲水性和耐水性，更好地分散于水环境，适应强极性高张力体系[4]。
但是水性金属颜料粉末是细颗粒物，长时间悬浮与空气中造成一定的空气污染。
2 油墨用树脂等助剂的研究现状
2.1 树脂的研究现状
油墨树脂常见的有水性氨基树脂、马来酸树脂、羟甲基纤维素、水溶性丙烯酸树脂、氨基甲酸乙酸树脂、松香改性酚醛树脂、醇酸树脂、聚酰胺树脂等。其中水性丙烯酸树脂由于它在光泽度、耐热性、耐水性、光泽、着色性等方面具有显著的优势，现在国外大多数采用它作榱结料。具体优势如表1所示。
应用于水性油墨的丙烯酸树脂可分为两类：一类是乳液型；一类是水溶型。水溶型丙烯酸树脂干燥速度慢，连续成膜型差，一般都配合其他乳液使用。
2.1.1 松香改性酚醛树脂
松香改性酚醛树脂是由酚与醛在催化剂作用下缩合，再与松香进行反应，之后经过多元醇酯化得到得。
松香改性酚醛树脂颜色为透明黄棕色，能容与大多数有机溶剂。主要使用的为以下4种：
①210松香改性酚醛树脂；
②2116松香改性酚醛树脂；
③2118松香改性酚醛树脂；
④2134松香改性酚醛树脂。
2.1.2 聚氨酯树脂
聚氨酯树脂能溶于醇、酯等溶剂或其他混合溶剂，并且不需要依靠毒性很大的苯溶剂，因此可以用来生产符合环保要求的油墨。
①PU-3401聚氨酯树脂；
②PU-3403聚氨酯树脂；
③PU-1818L聚氨酯树脂。
2.1.3 聚酮树脂
聚酮树脂是由环己酮-醛缩合的中性、淡黄透明并且不会皂化的树脂。它的分子链上的羰基和羟基官能团可以使其可溶于乙醇或异丙醇溶剂中。酮-醛缩聚过程中可以提高涂膜的光泽度和韧性。
2.2 连结料的研究现状
油墨连结料是油墨的关键组成部分，能够将颜料及助剂等组合在一起，形成具有流动性能的油墨混合物。主要是由树脂、有机溶剂及辅助剂制成，一般需要通过加热反应生产。
2.3 助剂的研究现状
助剂的种类很多，其中包括消泡剂，表面活性剂，增塑剂，催干剂，流平助剂，光引发剂等。
消泡剂主要用于黏度较低的油墨，这些油墨在传输过程中有可能混入大量的空气，产生气泡。在油墨印刷过程中，刮刀将油墨从制版上刮下或从印辊上流下来，油墨之间会产生撞击，也会产生大量的气泡。目前使用比较多的是聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂。它无毒、无污染、挥发性低、消泡能力强等特点。
表面活性剂是指少量加入即能明显地改变表面各种性质的物质。油墨是由固体物质分散在液体物质中形成的分散体系，加入表面活性剂的目的是为了使油墨中各组分能够均匀分散。
增塑剂在油墨中被视为一种永久的溶剂，因为它的挥发性较差，具有保留性。油墨印刷在承印物上，会形成一个墨膜，我们希望它有弹性有强度，可以忍受折叠和揉搓，所以必须加入增塑剂才能形成较好的墨膜。目前使用最广泛、效果最好的增塑剂是邻苯二甲酸二辛酯。
使用催干剂是为了促进油墨在印品上的干燥速度。常见的有钴催干剂、锰催干剂和铅催干剂。
流平助剂可以使油墨表面平整光滑，使印品光泽度好并减少针孔现象。目前为止采用的是长链硅树脂，例如二苯基聚硅氧烷，它也是一个表面活性剂，可以提高油墨对承印物的润湿性，并且改善流平性。
光引发剂又称光敏剂或光固化剂，主要用于UV金属油墨，在紫外光的照射下发生固化反应，迅速干燥成膜。选用2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、1-羟基苯基环己酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮中的一种或多种。
3 水性金属油墨凹印工艺的研究
3.1 工艺过程
接通电源，检查机器-预热-固定原料于放料口-脱开压臂，压轴动力-放置衬纸-收卷轴穿入收盘纸芯管-固定衬纸-安装刮刀-检查输气系统-放置涂料-打开色泵-放置铝箔-打开并调节吹风机、主电机-调节机器转速-调整放料轴-控制机器转速-注意机器补料及机器运转情况-防止烘烤过度-关闭风机，清洗施胶辊-断开成品，放置备用收卷轴-根据停机时间，清洗机器-生产结束后关闭电源-清理现场，规整工具。
3.2 配料及工艺参数
采用表2水性凹印金属油墨配方印刷出来的成品经检验可以达到纸铝复合或真空镀铝效果的70%。
4 未来研究方向与展望
未来水性金属凹印油墨必然会逐渐成为市场主导并且取代现有的溶剂型油墨，甚至达到并超过现有的纸铝复合以及真空镀铝纸的效果。但是，目前的主要问题就是用水和乙醇作为溶剂会影响印刷的干燥速度，印刷出来的效果不但没有超过现有的采用苯及甲苯作为溶剂的效果，而且或许远远达不到要求，同时通过与真空镀铝纸和纸铝复合方式的对比，效果只能达到其70%，这就需要研究人员在未来的探索中继续突破。另外采用的水性金属凹印油墨需要配有特殊的工艺以及对机器设备的特殊要求，例如凹印辊的改造等问题都有待解决。水性金属油墨未来的大方向或许向纳米级别进军，能否代替现有的色浆，这将是一个里程碑式的进步。
参考文献：
[1]辛秀兰，水性油墨[M].第二版，化学工业出版社，2012，5.
关键词：金属基复合材料；网状陶瓷增强体；润湿性；泡沫陶瓷；铸造方法 文献标识码：A
中图分类号：TB331 文章编号：1009-2374（2015）23-0070-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.23.036
网状陶瓷增强金属基复合材料的制备是采用铸造方法，以金属作为基体，以网络结构陶瓷骨架作为增强相，将金属液浇注到网络陶瓷的孔隙内部形成复合材料。此法制备的复合材料具有高耐磨性、高耐蚀性、高强度和高硬度等特点，是研究新型复合材料的一个新突破点。
1 研究现状
国内对网状陶瓷增强金属基复合材料的研究主要集中在Al和Mg等轻金属方面，而对钢铁等重金属的研究较少。耿浩然等制备了Si3N4网络结构陶瓷预制体骨架，然后利用无压浸渗理论制备出Si3N4/Mg复合材料、Si3N4/Al复合材料和Al2O3/Mg复合材料。以上网状陶瓷增强金属基复合材料的研究仅限于轻金属。邢宏伟等用挤压铸造法制备了三维网络SiC/铜合金基复合材料，结果发现，骨架孔径的减小有细化晶粒、减轻偏析和抑制铅的偏聚等作用。骨架的存在使锡均匀分散于复合材料网孔边缘SiC骨架表层附近的微小区域。张友寿等通过铸造法使金属液渗入粗颗粒陶瓷预制体间隙来获得金属陶瓷复合材料，但是对陶瓷颗粒的尺寸要求极为严格。李祖来等利用V-EPC法以陶瓷WC颗粒作为增强体，使用高碳铬铁粉末来调节WC颗粒的体积分数，制备出了表面质量好、尺寸精度高、耐磨性能高的表面复合材料。
由于连续网状陶瓷增强金属基复合材料的研究目前还处于起步阶段，国内外的相关报道比较少，如何将二者结合制成复合材料，开发具有良好的强韧性能和高的抗磨损性能的新型金属基复合材料是我们下一步工作研究的重点。
2 网状陶瓷的性能要求
作为金属基复合材料增强体的网状陶瓷预制体必须具有以下特点：陶瓷通孔率要高、强度要高、与金属基体要有良好的润湿性。
只有满足上述要求的泡沫陶瓷预制体才能用于金属基复合材料的制备。因此通常采用有机泡沫浸渍方法制备网状泡沫陶瓷该工艺，这是因为此制备方法工艺简单、成本低，而制得的泡沫陶瓷具有高气孔率和高通
孔率。
3 网状陶瓷增强金属基复合材料的制备方法
3.1 挤压铸造法
挤压铸造法是将一定量的液态金属直接浇入敞开的金属型型腔内，在一定时间内凸型以一定的压力和速度作用于液态金属上，使熔融或半熔融态的金属塑性流动和凝固结晶成形的加工过程。其优点是工艺简单、金属液易于填充到陶瓷网络内部、易于成型、成本低、复合材料性能好。
3.2 负压实型铸造法
此方法也叫消失模铸造法。即采用聚苯乙烯泡沫材料（EPC）把增强体网络陶瓷表面包围后，刷上涂料，晾干后待用。然后将模型埋入干砂中，震实后在负压状态下浇铸的一种新工艺，它可以获得精度高、质量好的铸件。这是因为浇铸过程中有负压的存在，保证了聚苯乙烯泡沫在真空下气化，使其在高温下气化产生的气体及时排放出去，避免了聚苯乙烯泡沫在铸渗工艺中产生的气孔和夹渣等缺陷，不仅显著改善了铸渗层的质量，而且提高了复合材料的结合强度。
4 影响复合材料制备工艺的因素
4.1 金属浇注温度
金属液最佳浇铸温度应高于液相线温度50℃左右。若过低的浇注温度会使金属液迅速降温、凝固，渗透能力变差，不能顺利进入陶瓷孔内，严重影响液态金属的充型和补缩。浇铸温度过高将导致金属熔液严重氧化，在陶瓷骨架内出现缩孔或疏松的缺陷，以至无法形成良好的复合材料。
4.2 铸造成型压力
金属液与网络陶瓷复合时，必须选择适宜的铸造压力。若铸造压力过小，则会出现渗透能力不足的现象，不能使金属液顺利填充到陶瓷网络的每个边角处；若铸造压力过大，金属液的渗透能力就增强，易出现黏砂的缺陷。另外，虽然在模样表面涂有涂料以防止黏砂，但如果负压过大，易使涂料脱落，导致铸件黏砂现象，因次必须选择合适的负压。
4.3 陶瓷孔径
由于钢液浇铸温度较高，所以对泡沫陶瓷的强度要求也高，避免浇铸过程中发生坍塌现象。对于制备的泡沫陶瓷，如果盲孔太多，所得开放连通孔隙率也不足以满足浸渍足够多的金属以制备金属基复合材料的需要。一般来说，为满足随后浸渍成金属基复合材料，要求连通孔率在80%～90%。如果孔隙率较小，金属液来不及扩散到陶瓷孔内部就凝固，得不到组织均匀的复合材料。
4.4 界面润湿性
界面是复合材料中普遍存在且非常重要的组成部分，是影响复合材料行为的关键因素之一。金属基复合材料性能的高低取决于基体和增强体之间的界面结合情况。在网状陶瓷增强的金属基复合材料中，基体和增强体都是承载体，要求强界面结合以充分发挥陶瓷的增强效果。
当前改善金属陶瓷界面润湿性的方法有很多种，常用的简要叙述如下：
4.4.1 添加合金元素。在复合材料中加入Li、Mg、Ca等与氧亲和力高的合金元素，可以明显提高金属液体与陶瓷增强相的润湿性。添加的合金元素起到两个作用：一是降低金属液和陶瓷增强体之间的表面张力；二是可发生有利的界面反应以增加润湿性。
4.4.2 化学镀铜。采用涂装工艺，将网络陶瓷表面电镀一层铜金属以增加陶瓷与金属基体的润湿性。陶瓷表面铜镀层可以提高固体的表面能，用新形成的金属/陶瓷界面代替原来结合性较差的界面，可以提高润湿性，增强界面结合强度。化学镀铜层的厚度也会对复合材料的性能产生一定的影响，因此对镀层厚度应控制在2～4μm。
此外，超声波清洗、对固体陶瓷进行加热处理、固体陶瓷表面覆膜等也是改善增强体与金属液润湿性的有效措施。
5 应用及展望
陶瓷增强金属基复合材料的耐磨性、耐高温性较强，而比弹性模量较低、零件重量较大，因此在耐磨材料、高温合金及工具材料等方面得到广泛的应用。而具有三维空间网络拓扑结构复合材料自身的优越性，使得具备优良高温性能、环保节能、高耐磨性、高强度的三维网络陶瓷增强金属基复合材料必将成为未来的发展
趋势。
参考文献
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[3] 耿浩然，王守仁，崔峰，等.网络结构陶瓷增强金属基复合材料的制备[J].济南大学学报，2005，19（2）.
[4] 邢宏伟，曹小明，胡宛平，等.三维网络SiC/Cu金属基复合材料的凝固显微组织[J].材料研究学报，2004，18（6）.
[5] 张友寿，夏露，黄晋.金属液渗流法制造铸铁/陶瓷复合材料的研究[J].Hot Working Technology，2005，（12）.
[6] 邢宏伟，曹小明，胡宛平，等.三维网络SiC/Cu金属基复合材料的凝固显微组织[J].材料研究学报，2004，18（6）.
1在机械制造专业上应用复合结构材料
与传统材料相比金属复合材料具有明显的优势。由金属复合材料质量轻于传统的钢铁材料，其抗性也略胜一筹。另外，金属复合材料的性能也更适用于机械制造。现阶段金属复合材料相对而言使用性能更高，现今阶段常见的金属复合材料大体分为以下四种。
1.1不锈钢复合钢板
由合金元素组成的不锈钢板决定了不锈钢板的性能差异。这些元素促成了不锈钢板在金属材料中拥有最强的耐化学腐蚀和电化学腐蚀性，有利于保障不同材质材料的原子结合率达到百分之百。同时其导热性能较好，适用于焦化设备。有利于降低运营成本提高机械使用寿命[2]。
1.2金属粒塑料复合结构材料
金属粒塑料复合结构材料能够有效改善传统金属缺少的导电和导热性，可以很大程度的降低线膨胀系数,其质量小、强度大等优势在机械设备制造中得到了很好的应用。
1.3碳纤维石墨纤维复合结构材料
这种复合结构材料的劲度、强度与重量比、比刚度较高，性和耐磨损性良好，线膨胀系数小、耐摩擦性能高，同时由于耐热性和耐腐蚀性良好的特性被广泛于高新机械制造技术之中。
1.4弥散强化复合结构材料
弥散强化复合结构材料有利于提升机械设备的耐热性和强度值。弥散强化复合结构材料广泛适用于耐热性良好的机械制造中[3]。
2复合材料在冲压模具制造上的应用
由于工作条件的差异，冲压模具对材料的要求也各有不同。这些模具材料大致可以分为冲裁模材料、冷挤压模材料、拉深模材料这三种材料的要求[4]。而在模具制造中对原材料的需求较高，必须要达到能够承受冲击、振动、拉伸、摩擦拉伸等巨大负荷的要求，能够保障在高温材料下工作。目前大多以钢材为制造冲压模具的主要制作材料，而碳素工具钢由于其性价比高，加工塑形难度小，在模具的机械制造中被广泛应用。但由于其承载能力低，对于硬度大塑性低的机械零部件制造难以适用。而金属复合材料的性能好可以有效避免零部件在工作过程中受到的强烈的磨擦和冲击。
3复合材料在机械制造上的应用
研究金属基复合材料是当代新材料技术领域中的重要内容之一。金属复合材料本身具有许多优良特性，但同时也存在着一些限制因素。不论其在航天航空领域的应用还是从当今一些小的应用范围来看，相比于普通的材料的突出优点还是在于低热膨胀系数和高疲劳极限。在机械制造的过程中想要确定原材料需要根据机械零部件的工作环境和要求来进行选择，既要避免零件在工作过程中失效的问题，又要保障延长机械的使用寿命。与传统的材料相比，金属材料的综合力学性更好，同时还具有导电、导热、耐磨、阻尼性好等特点。而且其膨胀系数几乎为零。现阶段金属复合材料性能的优越性和应用范围的广泛性优势日益突出。同时由于复合材料的可塑性强、结构功能一体化、抗疲劳断裂性能好等优越性能，在机械制造过程中逐步成为其他传统金属材料无法替代的功能和结构材料，更是促进现代机械制造业发展的重要基础。金属复合材料应用于现代化的机械设备中有利于合理的整合资源，响应国家节能减排的政策方针。金属复合材料由于其容易造型、重量轻、等优势相对而言更便于推广，方便使用和制造，其优良性能可适应机械制造工作中的恶劣环境，并有较高的抗腐蚀的作用，其在机械制造中的使用和推广深受喜爱。金属复合材料由于其造价低，已维修的特质。可有效避免机械零部件的磨损报废率，有利于带动新兴工业的发展，形成新的经济增长点。
4结语
从长远的角度看，金属复合材料在这些行业的应用不仅可以提高生产的系数，更可以降低成本，赢得更多的经济效益。金属复合材料由于其质量小、强度大弹性良好、抗化学腐蚀等优势，现已经广泛应用于机械制造领域当中。近年来我国机械制造方面针对新型金属复合材料性能的研究和运用获得了巨大的进步，金属复合材料在机械制造工业当中的运用比例也逐渐加强。在大多数大型企业的设备都开始应用金属复合材料，会使很多的轻工业从中受益，在与日俱增的激烈竞争中取得更稳定的立足之地。
参考文献
[1]杨浩瀚.金属复合材料在机械制造方面的应用前景[J].工程技术:全文版,2016(1):00252-00252.
[2]单忠德,刘丰,宋祥宇,等.一种金属复合材料零件的成形方法:,CN104550959A[P].2015.
[3]李壮苗.当代产业大发展背景下的金属爆炸复合材料的热处理研究[J].时代报告,2016(24).
关键词：树脂 复合材料 航空材料
1、引言：
树脂基复合材料是由以有机聚合物为基体的纤维增强材料，通常使用玻璃纤维、碳纤维或者芳纶的等有机纤维。树脂基复合材料具有较高的比强度及比刚度，可设计性强，抗疲劳断裂性能好，耐腐蚀，结构尺寸稳定性好以及便于大面积成型的独特优点，充分体现了集结构承载和功能于一身的鲜明特点。自上世纪60年代以来，树脂基复合材料在航空、武器装备、汽车、海洋工业等方面获得了日益广泛的应用。
2、树脂基复合材料的发展
1940年，二战时期，由于战争资源的需要，第一个纤维增强合成材料而成的复合材料应时代而生：以手糊成型方法制成了玻璃纤维增强不饱和聚酯的军用飞机雷达罩。 1944年，玻璃纤维增强树脂作为机身和机翼材料的飞机试飞成功。随着生产工艺的发展，材料性能的逐步提高，复合材料在航空器中的地位越来越重要。怎样减少飞机结构重量以提高飞机的装载效率是百年来飞机发展所一直追求的目标。飞机结构从 20世纪初的木、布结构，到 30年代轻合金的全金属结构， 30年代－60年代虽然金属材料的性能有很大提高，但是单依靠提高金属材料性能来进一步降低飞机结构重量系数（即飞机结构重量与飞机起飞重量的比值）已达到极限。为此，飞机设计师们不得不寻求新的途径，于是找到了高比强度（材料强度与密度的比值）、高比刚度（材料模量与密度的比值）纤维增强树脂基复合材料。随后，具有更高比强度、比刚度，同时兼具更高剪切强度、剪切模量以及耐热性的第二代现代复合材料应运而生，主要以硼纤维、碳纤维、芳纶纤维为增强材料，以聚酰亚胺等高性能树脂为基体，同时包括铝、镁、钛等金属基体，金属间化合物，碳化硅、氮化硅等陶瓷基体。而性能更高的氧化铝纤维、碳化硅纤维、晶须等增强材料的出现，更引发了具有多功能、高韧性、耐热的第三代高性能复合材料的发展。 1980年以后，先进复合材料在航空、航天等领域已经得到了较为广泛的应用。
先进树脂基复合材料常用的增强纤维包括碳纤维和其他高性能有机纤维。目前对碳纤维的研究, 主要集中于提高模量和强度、降低生产成本。使用的纤维先驱体主要仍然是聚丙烯腈( PAN) 和沥青纤维, 二者的用量比例约为6:1[1]。
近年来先进树脂基复合材料树脂基体的研究主要围绕着改善耐湿热性能、提高韧性和工作温度。目前常用的树脂基体有高温固化的多功能环氧树脂基体、氰酸酯树脂、BMI 树脂、耐高温聚酰亚胺。[2]
3、树脂基复合材料的种类和性能特点
树脂基复合材料作为一种复合材料，是由两个或两个以上的独立物理相，包含基体材料（树脂）和增强材料所组成的一种固体产物。树脂基复合材料具有如下的特点：1）各向异性（短纤维复合材料等显各向同性）；2）不均质（或结构组织质地的不连续性）；3）成粘弹；4）纤维（或树脂）的体积含量不同，材料的物理性能差异；5）影响质量因素多，材料性能多呈分散性。
树脂基复合材料包括热塑性树脂基复合材料和热固性树脂基复合材料，热塑性树脂基复合材料是20世纪80年展起来的，主要有长纤维增强粒料(LFP)、连续纤维增强预浸带(MITT)和玻璃纤维毡增强型热塑性复合材料(GMT)。根据使用要求不同，树脂基体主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等热塑性工程塑料，纤维种类包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和硼纤维等一切可能的纤维品种。
目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面，近年来民用产品也有广泛应用，如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维，是比较理想的耐热防火材料，用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件，大量应用于火箭、导弹的防热材料。
碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能，首先在航空航天领域得到广泛应用，近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。
芳纶纤维比强度、比模量较高，因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件（如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等）、舰船（如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等）、汽车（如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等）以及耐热运输带、体育运动器材等。
超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一，尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性，许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩，大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域，在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。
1971年以前我国的热固性树脂基复合材料工业主要是军工产品，70年代后开始转向民用。热固性树脂基复合材料产品主要用于建筑、防腐、轻工、交通运输、造船等工业领域。
4、树脂基复合材料的成型工艺[3]
树脂基复合材料的成型工艺主要有复合材料低温固化技术、树脂传递模塑（RTM）成型技术、自动缠绕与铺放技术、电子束固化技术。
