金属基复合材料到底是什么

9000多年来，我们一直在探索和人类交流的途径和相处的模式。直到1924年，Schmit关于铝/氧化铝粉末烧结的研究工作正式打开了我们家族与人类交流与合作的新篇章。自那以后，我们与人类的合作关系飞速发展，家族中越来越多的成员参与到人类的建设和发展工作中去。

举几个例子：我们家族中的镁基复合材料，因为质量较轻，现多任职于对构件质量有严格要求的高技术领域，比如汽车制造工业中用于方向盘减震轴、活塞环、支架、变速箱外壳，通讯电子产品中的飞机、便携计算机的外壳，SIC晶须增强镁基材料可用于制作齿轮等；铜基复合材料有良好的导热性，能够有效地传热散热，减少构件受热后产生的温度梯度，现多任职于人类的电力工业和半导体工业；而钛基复合材料有非常好的耐热性，主要从事飞行器及发动机的耐热零部件等方面工作。

相对于以上几种，铝基复合材料的可塑性高，但是有最高工作温度不可超过350℃的自然极限，主要在汽车工业中发挥作用，例如刹车转子、刹车活塞、刹车垫板等刹车系统原件，日本的日产、本田，及美国的ART公司都成功运用铝基复合材料制造了汽车连杆。除此之外，也有一些铝基复合材料在电子和光学仪器、航空航天工业和军工业方面服役，美国和前苏联的航天飞机中机身框架及支柱和起落拉杆等都用硼纤维增强铝基复合材料制成。

与传统金属材料相比，金属基复合材料具有较高的比强度与比刚度；与高分子基复合材料相比，金属基复合材料具有优良的导电性和耐热性；与陶瓷材料相比，金属基复合材料具有较高的韧性和较强的抗冲击性能。随着现代科学技术和现代工业的发展，人类对新型材料的强韧性、导热、导电、耐高温性、耐磨性等性能都提出了越来越高的要求，单一的金属或合金已经很难满足其对材料综合性能的要求，我们金属基复合材料便受到了世界各国的普遍重视。

1988年，经国家计划委员会批准筹建，中国上海交通大学成立金属基复合材料国家实验室。

实验室以国家战略需求和学科发展前沿为导向，开展金属基复合材料、聚合物基复合材料、新型功能复合材料等领域的应用基础研究，在基础方面提供关键性的理论依据和原理性技术支撑，在应用方面提供小批量、多品种的重点领域用关键材料。其中，在金属基复合材料领域，该实验室主攻3个方向：铝及铝基复合材料、镁及镁基复合材料、钛及钛基复合材料。

2013年12月2日，“嫦娥三号”探测器从西昌卫星发射中心发射成功，并于2013年12月14日首次实现了月球软着陆；15日着陆器和月球车实现分离，“玉兔号”月球车开始月面巡视和相互摄影。上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室为我国这次探月工程研制了多种高性能铝基复合材料及构件，并成功应用于“玉兔号”月球车的移动分系统和“嫦娥三号”光学系统，为国家高科技发展做出重要贡献的同时也成功打破了国际技术封锁和材料禁运，实现“零”的突破。

2016年，在上海交通大学-日立金属株式会社国际合作研发项目“碳纳米管/铝合金复合材料开发”的支持下，实验室张荻、李志强教授和日立金属株式会社先端材料研发部合作，开展了基于料浆共混处理的叠片粉末冶金技术制备碳纳米管/铝合金复合材料的性能研究，并取得碳纳米管优选、高含量碳纳米管与铝粉均匀分散复合、高含量碳纳米管与铝合金粉末成型致密化三个重要进展，推动了碳纳米管/铝基复合材料面向未来结构轻量化应用的制备成型技术发展。