本項目是針對目前存在的顆粒增強鋁基復合材料進行的改進研究的成果。當前對于顆粒增強尤其是SiC顆粒增強鋁基復合材料的研究較多，制備方法多種多樣，但都存在孔隙率和含鐵量高及強度低的缺點。北京交通大學機械電子與控制工程學院材料成型研究室采用自行研發的真空雙攪拌技術有效的改進了材料的上述性能，制備出高質量的SiC顆粒增強鋁基復合材料，并在國家“863計劃”（高速客車用金屬基復合材料制動件的研究及應用）中得到應用。本課題組制備的顆粒增強鋁基復合材料的斷口照片和金相照片如下圖。

功能及用途:

本項目具有高的比強度、比剛度、低密度、優異的抗蠕變性與耐磨損性，具有良好的熱穩定性及可控制的熱膨脹系數等。本項目在航空、航天、軍工、鐵路、汽車、光學、電子、體育器械等領域中有著廣闊的應用前景。

主要技術指標:

鋁基復合材料的性能見下表。

鋁基復合材料力學性能

材料

sb/MPa

s0.2/MPa

d/%

E/GPa

20vol.%SiC/A356

330

305

1.0

106

15vol.%SiC/A356

303

286

1.3

96

孔隙率：≤0.9％含鐵量：≤0.2％

投入產出分析:

本項目生產所需的設備簡單，材料的制備工藝便于控制，制備費用低。以20vol.%SiC/A356材料為例加以說明。

主要材料的市場價格：A356 的市場價格按3萬元/噸，SiC顆粒的價格按2.5萬元/噸計算。

生產1噸20vol.%SiC/A356復合材料的成本約為（3×0.8+2.5×0.2）/0.7=4.2萬/噸，而1噸20vol.%SiC/A356復合材料的市場價格大約是15萬元，經濟效益明顯。

市場應用前景：

環保和節能已經成為當今各行業發展的主流。本項目的SiC顆粒增強鋁基復合材料是以工業上用的ZL101A為基體，以工業磨料SiC顆粒為增強體而制備的，制備成本較低，材料的價格大幅低于購買國外同類產品的價格；本項目較好的制備質量和力學性能使其能夠在航空、航天、軍工、鐵路、汽車、光學、電子、體育器械等領域中得到廣泛的應用。因此，使用本項目能夠取得良好的社會和經濟效益。