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文献综述
1.1引言
人类的发展史证明，材料不仅是社会进步的物质基础，也是人类文明进步的先导和里程碑。近半个世纪以来，科技发展迅速，特别是尖端科技的突飞猛进，对材料的性能提出了越来越高的要求。传统单一的材料在很多方面已经不能满足实际的应用需求了。复合材料的出现顺应了金属、陶瓷等单质材料发展的趋势，是综合这些单质材料的体现，也是这些单质材料价值的升华。在一定程度上，复合材料的出现及其发展在壮大了材料群体的同时，也为人类社会的发展和人类文明的进步提供了无限的可能[1]。
复合材料是由两种或两种以上不同的物质经过人工组合而成的兼有各组成物优良性能的新型工程材料。这些组成相具有不同的物理性质和化学性质，经历复杂的空间组合过程后，以微观或宏观的结构尺度，进而形成一个新的材料体系。复合材料的组成部分通常可以分为基体、增强体以及它们二者之间的界面，一般情况下，复合材料的整体性能不仅取决于增强体与基体的比例，而且还与三个组成部分各自的性能有关[2]。
1.2金属陶瓷复合材料
根据各组成相所占百分比不同，金属陶瓷复合材料分为以陶瓷为基体和以金属为基体的两类复合材料[3]。
1.2.1陶瓷基复合材料概述
陶瓷基复合材料的组成成分主要有陶瓷基体、增强体（纤维、晶须和颗粒）和界面。氧化铝、氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷通常可以作为陶瓷基体。当前的陶瓷材料普遍具有良好的耐高温性、抗腐蚀性以及高强度和高刚度等，但其最为致命的弱点是其具有脆性[4]。
氧化铝（刚玉）陶瓷因其良好的抗氧化性而被广泛用于耐火材料。氧化铝含量越高，氧化铝陶瓷的整体性能越好。氧化铝陶瓷的耐高温性好，硬度高，仅次于金刚石、氮化硼和碳化硅等，有很好的耐磨性。氧化铝瓷还具有良好的耐腐蚀性和电绝缘性。
氮化硅陶瓷的优点是硬度高，摩擦系数小，其耐磨性和减磨性很好，是一种极优良的耐磨材料。氮化硅具有极好的化学稳定性，能耐除氢氟酸外的各种酸碱腐蚀。与此同时，氮化硅还具有良好的抗热振性，因此，氮化硅陶瓷可被制成腐蚀介质下的机械零件。
碳化硅陶瓷的高温强度高是其最大的特点，在1400℃时，它的抗折强度仍然能够保持在500-600MPa的较高水平，热压碳化硅是目前高温强度最高的陶瓷。碳化硅陶瓷具有很高的热传导能力，在陶瓷中仅次于BeO瓷，而且还具有较好的热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性和抗蠕变性，主要用于制作热电偶套管、火箭喷管的喷嘴以及高温轴承和核燃料的包封材料等[5]。
1.2.2金属基复合材料概述
金属基复合材料（MMC）是以一种或几种金属或非金属材料作为增强体，金属（例如铝、镁、钛、镍、铁、铜等）及其合金材料作为基体而制备出来的，其增强材料多数为无机非金属，例如，陶瓷、碳、石墨等，也可以用金属丝[6]。
金属基复合材料问世至今已有半个世纪，通过优化组合，获得的金属基复合材料具有很高的比强度、比模量、很好的耐高温性、耐磨损性以及较小的热膨胀系数、较好的尺寸稳定性等，物理性能和力学性能都相当优异，因此，金属基复合材料得到了各界的广泛关注，取得了令人瞩目的发展成果，并且进一步成为了各国高新技术研究开发的重要领域。目前，在航空航天、军事及汽车、电子仪表等行业中，金属基复合材料已经展露出巨大的应用潜力。然而，由于金属基复合材料的加工工艺不够完善且制造成本较高，因此，金属基复合材料还没有形成大规模的批量化生产，仍是当前研究和开发的热点[7]。
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