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如何提升环氧板产品的使用韧性?

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        金属间化合物简称IMc(IntermetallicsC0mp0unds),是指由两种或者更多种金属组元按比例组成的、具有不同于其组成元素的长程有序晶体结构和金属特性(有金属光泽、导电性和导热性)的化合物。特点是各元素间既有化学计量的组分,而其成分又可以在一定范围内变化从而形成以化合物为基体的固溶仁金属间化合物的金属元素之间通过共价键和金属键共存的混合键结合,性能介于陶瓷和金属之间(也被誉为半陶瓷材料)塑性和韧性低于一般金属而高于环氧板材料;高温性能高于一般金属而低于陶瓷材料。两种金属以整数比(或在接近整数比的-定范围内)形成化合物时,其结构与构成它的两金属的结构不同,从而形成长程有序的超点阵结构金属间化合物分为结构用和功能用两类,前者是作为承载结构使用,具有良好的空温和高温力学性能,后者具有某种特殊的物理或化学性能,作为功能材料使用。金属在高温下会失去原有的强度。金属间化合物却不存在这样的问题,可以说在高温下方显出金属间化合物的“英雄本色”。在定温度范围内,金属间化合物的强度随温度升高而增强,这就使这类材料在高温结构应用方面具有潜在的优势。

        但是,伴随着金属间化合物的高温强度性能的,是其较大的室温脆性。20世纪30年代金属间化合物刚被发现时,它们的室温延性几乎为零。因此,有人预言,环氧板化合物在结构上没有实用价值20世纪80年代中期,美国科学家们在金属间化合物室温脆性研究上取得了突破性进展,使它的室温伸长率大幅度提高,甚至与纯铝的延性相当。这一重要发现及其所蕴含的发展前景,吸引了各国材料科学家对金属间化合物的关注,在世界范围内掀起股研究热潮,在不同层次上开展研发工作,先后突破了T241、N241、TA、NiAl等金属间化合物的脆性冋题,使这些材料向工程实用跨出了关键性的一步金属间化合物的脆性问题基本解决后,要使这些合金成为实用的工程材料,还需解决一系列问题,如进一步提高强度和高温强度、改善加工性能(特别是压延性、焊接性)和保证环氧板稳定性等以金属间化合物为基体的合金或环氧板材料是一种全新的材料。常规的金属材料都是以相图中端际固溶体为基体,而金属间化合物则以相图中间部分的有序金属间化合物为基体。许多金属间化合物具有反常的强度与温度之间的关系特性,这些金属间化合物的屈服强度随着温度的提高而升高,在达到峰值后又随着温度的提高而下降。

        金属间化合物具有独特的物理化学特性,如独特的电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能、化学稳定性、热稳定性和高温强度等。此外,金属间化合物还具有良好的抗氧化性、耐腐蚀性能、超导性、半导体性能及其他功能特性等。正是由于金属间化合物具有这些突出特性,因此这是一类极具发展潜力的高温结构材料。金属间化合物的种类繁多,包括所有金属与金属之间的化合物,而且不遵循传统的化合价规律。目前用于工程结构的金属间化合物集中于Ni-A、Ti-A和Fe-A三大合金系。NiΔ系金属间化合物是研究较早的一类材料,研究比较深入,取得了许多成果也有很多实际应用。Ti-A系金属间化合物由于密度小、性能好,是潜在的航空航天材料,极具发展前景,国外已开始用于军事领域。Ni-A和i-A系金属间化合物性能优异但价格高,主要用于航空航天等高科技领域。Fe-A系金属间化合物除具有高强度、耐腐蚀等优点外,还具有成本低和密度小等优势,具有广阔的应用前景。金属间化合物这—“高温材料”最大的用武之地是在航空航天领域,由轻金属(如Ti、A)组成的金属间化合物密度小、熔点高、高温性能好等,具有极诱人的应用前景。

2019年11月15日
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