金属复合板是工业生产中以及实际应用中最为常见应用最为广泛的一种复合材料。金属复合板的生产是由2种或者2种以上的不同金属材料利用加压或加热或是两种方法并用的生产工艺,使多种金属材料的结合界面达到良好的冶金结合状态而制备的。相比于单一金属材料,金属复合板的综合性能要全面的多、优越的多,而且在实际生产应用中又能大大降低贵金属材料的使用进而缩减生产成本,所以在各生产领域中也得到了较为广泛的应用,尤其在机械、船舶以及军事等领域表现最为突出。近代对于金属复合板的研究始于1858年的英国[5]。英国的一名锅炉工人偶然发现炉门是两种金属材料制得的金属复合板,并申请了世界第一个这方面的专利。这也拉开了对金属复合板研究的序幕,1860年美国科学家开始着手于复合材料的研发与应用,这也为国际科学家对金属复合板的研究点明了方向。在上世纪九十年代,美国等发达国的金属复合板年产量就已经达到几万吨了。我国由于当时技术条件的落后,起步发展较晚,所以在金属复合板的生产上,产量质量相比于发达国家都存在着相当大差距。随着近年来国内工业技术的进步发展,以及金属复合板本身独特的价格和性能方面的优势,国内对金属复合板的需求量是极大的。早在1988年,国内对不锈钢复合板的进口量就达到了7000-8000吨,而且随着经济的发展,金属复合板的需求量必将成倍的增长,这也急剧加速了我国国内对金属复合板的研究开发。
1。1。2金属复合板的性能特点
金属复合板自问世以来,均是国际研究的热点方向,是现代生产生活中应用最为常见的一种复合材料。同时在生产生活中也有着良好的发展和应用前景[6,7]。对比单一金属材料,复合板优点如下:
(1)较低廉的生产成本
为了满足人们在材料性能甚至是外观方面的需求,稀有金属资源被越来越多的开采使用。与较丰富的稀土矿产资源相比,我国稀有金属资源相对匮乏,每年都要从国外进口大量稀有金属材料。长此以往,不仅会造成资源浪费,更会大大加重企业的生产成本,限制企业的发展,不利于国内经济的增长提高。因此,研发新材料来保证产品性能要求并降低生产成本对企业运营、国内经济进步、资源可持续利用及发展都有着重要意义。例如在高档手表上,为了美观华丽的外表,铂金是首选金属材料。Balatter[8]实现了钛与金的复合。利用金表钛衬的制作手段便可大大缩减装饰代价成本。再比如有着高强度、小密度的金属钛在航空航天领域、发动机制造等机械领域是首选材料,然而钛材料的成本相较于常见金属较为高昂,用钛铝复合板替代纯钛板不仅不会影响产品性能,还可以降低生产成本。
(2)较优异的机械性能
在实际生产过程中,单一金属材料可能在某个别方面满足使用要求,但是在其他方面的性能表现就可能不尽如人意。金属复合板就是是由两种或两种以上金属材料在相应工艺下制备而成,目的就是综合母材的多方面优异性能,弥补单一金属材料某些性能方面的缺陷。比如飞机制造业中,2A12铝合金由于它的强度高、可焊性好、密度小等优点,常用于飞机主体、骨架零件的制造。然而2A12铝合金在耐腐蚀性方面的表现却不够优异。飞机在飞行过程中,不仅要受到雨水、温度等大气方面的影响,还会受到硫酸根离子、氯离子等环境介质的影响。这也使飞机在服役过程中受环境影响发生大气腐蚀[9,10]。对此,科研学者考虑出的办法是:若在2A12铝合金表面利用特定工艺方法复合一层薄薄的、密度也不太大的且具有良好耐腐蚀性的钛,形成铝钛复合板,这样不仅保证了整体密度小,没有增加机身重量,还增强了材料的耐蚀性,延长了机体材料的使用寿命。同样,现代石油化工行业以及压力容器的生产中,在容器内壁的钢表面镀上不锈钢形成钢/钢复合板,或者是复合上一层钛,这些手段都可以提高容器的耐腐蚀性能,延长其使用寿命。文献综述