颗粒复合材料的增强原理及应用举例

颗粒复合材料是由一种或多种材料的颗粒均匀分散在基体材料内所组成的材料。例如金属学中讲过的弥散强化的金属材料就是一种颗粒复合材料。不过它的增强粒子有的是人工加入的，有的是热处理过程中析出第二相形成的。

颗粒复合材料的增强原理是利用大小适宜的增强粒子呈高度弥散分布在基体中，以阻止基体塑性变形的位错运动（金属材料）或分子链的运动（高分子材料）。增强粒子直径的大小直接影响增强效果。增强粒子直径太小则形成固溶体，增强粒子直径太大容易引起应力集中，增强效果下降。金属增强粒子的直径在0.01～0.1μm范围时增强效果最好。

金属陶瓷是常见的一种颗粒复合材料。一般金属及其合金的热稳定性好、延展性好，但在高温下易氧化和蠕变；陶瓷则脆性大、热稳定性差，但是耐高温、耐腐蚀。为取长补短，将陶瓷微粒分散于金属基体中，使二者复合为一体即是金属陶瓷。

金属陶瓷中的陶瓷相主要是氧化物（Al₂O₃、MgO、BeO）和碳化物（TiC、SiC、WC）；金属基体主要是Ti、Cr、Ni、Co、Mo、Fe等。例如，常用的硬质合金刀具便是WC陶瓷和Co金属组成的一种金属陶瓷材料。(www.xing528.com)

金属陶瓷具有高硬度、高强度、耐磨损、耐腐蚀、耐高温和膨胀系数小等优点，是一种优良的工具材料。

除金属陶瓷外，还有石墨—铝合金颗粒复合材料。这是在铝液中加入颗粒状石墨并悬浮于铝合金中，浇得的铸件具有优良的减摩消振性能和较小的密度，是一种新型的轴承材料。

除纤维、层合、颗粒复合材料之外，工程上尚有许多多相复合材料。层合纤维增强复合材料既是层合的，又是纤维复合的复合材料。多相复合材料比之前所述的复合材料有更多的特性。