金属基复合材料精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇金属基复合材料范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：金属基；复合材料；加工技术

复合材料不仅具备了高性能、耐高温等优点，而且由于其结构具有可设计性、长寿命与减重等特征，因而在航空航天领域之中的应用变得愈来愈广泛。复合材料是如今复材零件使用中周期偏长、成本偏高，而且风险也相当大的一道工序。在我国创建复合材料的产业链过程中尚具有比较大的问题。有关配套加工技术还不够成熟，因而在复合材料加工上的技术研究上投入的人、财、物力也具有不足之处，与西方国家先进的材料加工技术研究比较起来尚有比较大的距离。正是由于复合材料加工技术尤其是金属基复合材料加工技术在诸多方面得到了非常多的运用，所以加大材料加工技术的探究，显得极为重要。

一、复合材料加工技术概述

复合材料是一种多相材料。这里所说的多相，主要是指具有两种或以上的化学性能的相关材料。复合材料则是把多相材料通过诸多加工方法进行加工而合成。复合材料具有的两相分别为增强相与基体相。复合材料主要存在两种加工技术，也就是常规加工方法与特种加工方法。常规加工法和金属加工法是一样的，加工手段相对较为简单，而工艺也比较成熟。但是，一旦加工复杂工件之时就会对刀具造成极大的磨损，其加工的质量不够好，且在加工中形成的粉末极易对人体造成极大的影响。后者相对来说比较容易加以监控，而在加工的过程中，切削刀具和被加工的工件接触量非常小以至于为零，这就十分有利于自动化加工。然而，由于复合材料所具有的复杂性，导致特种加工之运用也会遭受限制，因此，一般来说，常规性加工的运用比较多。

二、金属基复合材料加工技术分析

所谓金属基复合材料，主要是指以金属及合金为基础，使用陶瓷颗粒和纤维等为强化材料复合起来的一种高质量的材料。因为这类材料具备了强度比较高、耐热与耐磨、稳定性高等良好的性能，从而让这类材料已经成为诸多实践领域之中最具有吸引力的一类材料。该材料大量运用在航空和军事等诸多领域。在金属基复合材料的生产过程之中，为切实降低材料的生产成本与提升性能，通常是先把该材料制作为铸锭与初级板材之后，再通过二次加工成形以制做出能够直接运用的零件等。由于精密加工技术的不断发展，对精密化、洁净化、精度较高的材料需求量不断增加，精准化与高韧度的金属基复合材料市场份额变得愈来愈大。所以，对这种复合材料的加工技术进行深入研究，对于推动机械加工技术的推广运用具备了十分突出的实际意义。

三、金属基复合材料加工的具体技术手段

一是切削加工技术手段。金属基复合材料加工技术是一种常用的技术手段。通过认识与把握材料切削加工的常见规律，准确选择刀具与切削的用量，这样一来才能确保加工质量以及相当高的成效。使用硬质合金以及高速钢等为主要的切削刀具，探究了碳化硅颗粒提高铝基复合材料之中的碳化硅含量和尺寸等参数对于切削加工性能所造成的影响。有研究证明碳化硅的颗粒尺寸一旦愈大、含量愈多，刀具所产生的磨损度也更加快。碳化硅的颗粒一旦比较粗大，其加工工件的外表也就会相当粗糙，而且随着颗粒含量持续增加而不断增加，复合材料对于刀具造成的磨损也会越大。使用聚晶金刚石刀具，可以对颗粒增强对复合材料的制备性能进行深入研究。在达到某种切削速度之时，材料对于刀具所造成的损耗是最小的，而且工件外表的粗糙度比较好。在运用常见加工设备之时，侧重于刀具结构的改进与创新，这是提升工作效率的更具有可行性的方式。

二是线切割加工技术手段。传统意义上的刀具只适合于加工体粒径比较小而且含量比较少的那些复合材料。当体粒径不断增加而且含量不断增多之后，高速钢与硬质合金等普通刀具的磨损相当快，即便于选择了高硬度刀具加以切削，其使用寿命也难以让使用者满意。因为这一情况，把特种加工法运用到此类材料之中就非常有必要。当前运用电火花线来切割加工颗粒以强化复合材料的研究已经有了大量的报道，而切割的速度以及切割之后的外表粗糙度则是十分重要的加工参数。通过探究电参数对于电火花线进行切割加工，可以对复合材料切割快慢以及外表粗糙度造成一定的影响。使用扫描电镜来分析复合材料线所切割的加工外表的样貌。脉冲的间隔对于外表粗糙度的影响并不是很大，在其达到了某种程度之时，表面上的粗糙度往往不会受到影响。通过选择比较大的峰值电流以及比较短的脉冲宽度，可以对复合材料实施比较理想的电火花线进行切割和加工。这类材料的线切割加工必须要科学地选择电加工的参数，电极间的电压一定要高出间隙以击穿电压，合理地确定电极与工件彼此间所具有的距离，合理地选择电介液绝缘力而且对间隙污染实施合理评估与清除。

三是磨削加工手段。对金属基复合材料实施磨削加工，主要是指运用磨具所具有的切削力，除了工件外表的那些多余层，可以让工件的外表质量能够达到预定要求的一些加工手段。如今，经常见到的金属基复合材料磨削加工手段主要包括了外圆磨削、内圆磨削以及成形面磨削等。这类材料所具有的磨削特点受到了增强相以及其所用的砂轮类型造成的影响，提高材料所具有的磨削方式，而软性金属堵塞砂轮则是砂轮丧失效力的一个重要因素，而磨削加工过程中所出F的主要问题就是砂轮的堵塞、磨削区出现冷却。所以说，在进行实验的条件之下，磨削颗粒增强型的复合材料之中，碳化硅砂轮的表现相当突出，其在磨削力、粗糙度等各个方面均超出了CBN以及金刚石磨料砂轮等材料。利用陶瓷基SiC砂轮以及树脂结合剂金刚石砂轮等对增强型复合材料所实施的磨削证明了SiC砂轮可用于粗磨之中。在粗磨过程中，工件磨削表面上会产生基体金属涂敷等问题，从而切实地降低表面具有的粗糙度。金刚石砂轮十分适合于进行精磨。在精磨过程中，基体材料并无显著的涂敷状况。利用细粒度金刚石砂轮，可以对1um深的磨削区实施材料的延性化磨削，其表面和亚表面并无裂纹或者缺陷出现，能够促进增强相之延性。所以说，磨削是金属基复合材料加工当中极有发展前景的加工方式之一，能实现无损化加工。

四是钻削和振动切削加工手段。碳化硅铝基复合材料的性能有别于普通钢铁材料，一般是使用整体或者涂层金刚石钻头实施孔加工。钻削加工当中出现的刀具磨损以及加工表面质量则是判断其可加工性能的重要指标。对铝合金复合材料刀具所产生的磨损以及表面质量开展试验性研究。在钻削铝合金复合材料的过程之中，钻头磨损如果发生于后刀面，产生磨损的原因则是磨料的磨损。运用扫描电镜可发现钻头后和切削速度方向保持一致的磨损沟，而钻头的横刃与外缘处也存在着磨损。刀具耐用度首推YG8钻头，TiN涂层以及深冷钻头质量较次，而HSS钻头则是最差的。当前，国内外对于金属基复合材料振动切削与加工的研究相对较少。超声振动切削作为特种加工技术手段之一，具备了减小切削力与降低表面粗糙程度、提升加工精度并且延长刀具寿命等特点。通过对铝基复合材料所进行的振动切削开展研究，把振动切削复合材料的所具有的切屑形态、变形系数以及剪切角切削形貌与粗糙度、残余应力等开展对比与研究，可以发现振动切削铝基复合材料具备了降低切屑变形、降低表面损伤程度与粗糙度、加大表面压应力等功能，这样一来就为金属基复合材料实施精密化切削探索出了一条崭新的发展途径。

四、结束语

综上所述，复合材料加工技术均有各自不同的特色，其中金属基复合材料属于具备组分材料难以拥有的全新优质性能的一种先进材料。因为复合材料的制造成本相对来说比较高，所以在其加工的过程之中应当尽可能地提升材料的利用率，切实降低能源所产生的消耗，推动我国清洁材料的生产。目前阶段，应当致力于发展各类二次成形之后的零件不再需要进行加工或少加工即可得到成品的技术，从而不断推动金属基复合材料的精密化、清洁化与高效化生产。

参考文献：

[1]沃丁柱. 复合材料大全[M]. 北京：化学工业出版社，2000.

[2]程秀全. 航空工程材料[M]. 北京：国防工业出版社，2009.

篇(2)

随着社会经济的发展，复合材料增强有色金属材料在生产中的实际应用，满足了当下发展需要，更好地促进了相关产业的发展和进步。复合材料增强有色金属材料应用，就是在有色金属材料中添加非金属增强材料，这样一来，可以更好地对原有材料的性能进行改变，形成一种新的复合材料。这种复合材料将比原来的材料具有更好的性能，能够满足更深层次的有色金属材料应用。本文对复合材料增强有色金属材料研究，将注重分析有色金属材料性能的加强分析，希望本文的研究，能够为有色金属材料的发展，提供一些参考和建议。

关键词：

复合材料；有色金属材料；性能分析；

就有色金属材料的发展情况来看，目前在航空航天、机械制造以及交通运输领域，得到了较为广泛的应用。随着社会经济的发展，有色金属材料在相关产业中的应用变得越发广泛，加强有色金属材料性能，对于提升相关产业进步来说，具有着一定的积极意义。科学技术的发展和进步，为提高有色金属材料性能打下了坚实的基础，进一步提升有色金属材料的性能，可以更好地促进机械制造业、航空航天事业的发展，满足当下人们对有色金属材料的实际需要。因此，提升有色金属材料性能，利用复合材料增强其性能的研究，成为当下有色金属材料发展的一个热门议题。本文对有色金属材料性能的研究，主要分析了有色金属材料在添加非金属增强材料后，形成的复合材料效果检测，阐述了复合型的有色金属材料在相关产业中应用的优势，以期更好地促进有色金属材料性能的提升。

1有色金属材料SiC的复合材料增强效果研究

本文对SiC这一有色金属材料的增强性研究，主要探讨了非金属材料ZA22锌基合金的添加。ZA22锌基合金添加到SiC中，可以增强其性能，具有较好的强化效果。

1.1SiC添加ZA22锌基合金的加入量和加入方式分析SiC颗粒是国产a型砂轮磨料，在实际生产过程中得到了广泛的应用。这种有色金属材料的应用，主要是通过添加ZA22锌基合金，增强了其性能，让SiC颗粒能够更好地应用于砂轮磨料当中。在进行SiC增强过程中，ZA22锌基合金的加入量应为复合材料铸锭的5%、10%、20%，在添加过程中，要使ZA22锌基合金形成的合金浆料，均匀地分布在合金之中，并且在加入后，对浆料进行升温浇注，保证加强后的SiC能够具有较好的性能。SiC通过添加ZA22锌基合金后，将形成SiCp/ZA22复合材料，这种材料对于实际生产更具优越的性能，能够更好地满足砂轮磨料实际需要[1]。

1.2SiC增强效果分析SiC在添加ZA22锌基合金后，具有了更加强大的性能，其增强体的性能在基体中均匀分布，使SiC颗粒能够更好地分布在复合材料当中，并且其强度要比复合材料的抗拉强度提升许多。就相关测试数据显示，这种添加了ZA22锌基合金的SiC复合材料，抗拉强度要比原来提升了百分之四十七。同时，SiCp/ZA22复合材料的抗压值为518，ZA22锌基合金的抗压值为352；SiCp/ZA22复合材料的GPa为105E，而ZA22锌基合金的GPa则为66E。除了SiCp/ZA22复合材料的抗拉强度提升之后，其耐磨损性能也得到了显著地提升。ZA22锌基合金添加SiC后，具有了更为强大的耐磨锁性能，能够更好地应用于实际生产当中。关于SiC的耐磨损性能测试数据显示，磨环的淬火数值为GCrl5，磨损测试时间为40分钟，正向压力数值为392N，通过磨损试验后，复合材料会随着SiC的体积分数增加而有所变化，对比ZA22锌基合金的磨损数据，磨损的损失量仅为ZA22锌基合金的一半左右。由此可见，在有色金属材料中添加非有色金属材料，可以更好地提升材料性能，形成一种增强型的复合型材料后，更加有利于实际生产应用。

2关于纳米三氧化二铝（Al2O3）增强铜基材料的应用分析

纳米三氧化二铝的增强型铜基材料，在机械化生产中得到了较为广泛的应用，通过提升纳米三氧化二铝的性能，使其具有更好的硬度和抗弯强度，能够很好地保证有色金属材料性能在实际使用中发挥应有的作用，从而更好地促进我国相关产业的发展和进步[2]。

2.1关于纳米Al2O3加入量以及相应加入方式的分析纳米三氧化二铝在选择试验材料时，主要涉及到铜粉、纳米、石墨等材料。其中铜粉占有试验量的百分之七十，纳米三氧化二铝则为1%~5%，剩余的则为石墨的含量。在进行实际试验过程中，主要进行了摩擦实验，摩擦实验的进行条件如下：设置摩擦的滑动速度为5*10-3m/s，载荷数值为5000N，在实际测试过程中，要注意磨损稳定值，当磨损稳定值的摩擦系数和磨损率保持一致时，对纳米三氧化二铝增强铜基材料进行抗弯强度试验，其试验则在5000N的拉力试验机上进行。纳米三氧化二铝增强铜基材料的实验，主要是为了测试其在拉力试验机上的磨损程度，比较复合材料与单一材料的磨损能力以及相应的硬度、抗弯强度数值[3]。关于纳米三氧化二铝质量分数的磨损值我们可以从图中看出：通过对比磨损值与纳米三氧化二铝的质量分数关系，我们不难看出，载荷为5000N下，纳米三氧化二铝增强铜基材料的磨损量更少，其性能更加优越。

2.2纳米Al2O3的增强性能分析关于纳米三氧化二铝增强性能的分析，我们可以从上述的实验中看出，纳米三氧化二铝增强铜基材料要比传统的纳米三氧化二铝具备更好的硬度和抗弯强度。试验过程中，纳米三氧化二铝的体积分数小于4%时，纳米三氧化二铝增强铜基材料的强度会随着纳米三氧化二铝的质量分数增强而提升；当纳米三氧化二铝的体积分数小于4%时，铜基复合材料的抗弯强度也会有所增强。

3铝合金复合材料的增强性能研究

铝合金这种复合材料我们并不陌生，在实际应用过程中，铝合金的应用范围更加广泛。随着社会经济的发展，对铝合金这种材料的要求也随之升高，提升铝合金复合材料的整体性能，对于促进相关产业的发展来说，具有着重要的意义。铝合金材料在实际应用过程中，在不同温度条件下，其抗拉强度有着明显的变化，为了更好地应用铝合金，了解其材料特性的时候，就要加强铝合金材料的抗拉强度，使之具备更强大的性能，这样一来，才能更好地满足实际生产需要。就相关数据实验显示，三种铝合金复合材料在100度的抗拉强度如下：铝合金（ZL109）抗拉强度为294MPa，K2O.6TiO2/ZL109抗拉强度为296MPa，Al2O3/ZL109抗拉强度为311MPa。由此可见，我们不难看出，铝合金复合材料的抗拉强度明显要强于铝合金材料[4]。

4镁基复合材料和铝硅合金的增强性能分析

镁基复合材料和铝硅合金的增强，使其在实际应用中具备更好的性能，能够在实际生产中，满足实际需要，更好地促进相关产业的发展和进步。

4.1镁基复合材料增强性能分析镁基复合材料的应用，主要是镁合金基体和非有色金属材料的结合，这种复合型材料更好地提升了镁合金的强度。一般来说，镁基复合材料在应用过程中，主要添加了碳纤维、氧化铝、碳化硼颗粒等。镁基复合材料在制造行业得到了较为广泛的应用。有关镁基复合材料的性能，在添加体积分数为30%的碳纤维后，可以增强镁合金的剪切强度，镁基复合材料的强度为40MPa，而镁合金材料的强度则为20MPa，对比两个数据，我们不难看出，镁基复合材料的性能要超出镁合金性能太多。

4.2铝硅合金增强性能分析铝硅合金增强性能，主要是利用石墨复合材料阻尼性能，增强铝硅合金的自滑性，降低铝硅合金的摩擦性，使铝硅合金能够在内燃机活塞以及轴承中得到广泛的应用。针对于铝硅合金增强性能的研究分析，主要选择7.5%的铝硅合金作为试验材料，并添加石墨，其粒度为60~200um。在实际实验过程中，将石墨均匀加入铝硅中，并且将其铸造成型，对其阻尼性能以及相关化学性能进行有效的检测。关于铝硅合金增强性能的实验结果，如下所示：7.5%铝硅合金的内耗为0.83*10-2，GA-1的内耗为2.26*10-2，GA-2的内耗为3.17*10-2。由此可见，当铝硅合金内的石墨含量增加后，铝硅-石墨复合材料的内耗增大，可以更好地实现减震目标。

5结束语

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关键词 氧化物；陶瓷；铁基；复合材料；润湿性

中图分类号TF12 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）123-0135-02

0引言

氧化物陶瓷/铁基耐磨复合材料，氧化物陶瓷的特性有机械强度高、耐磨性能好、耐腐蚀性好、热稳定性好，缺点是易碎裂、不易加工、骤冷骤热性能不良。金属合金材料加工性能好、韧性好，但耐磨性能不良。如何把陶瓷的优良特性与金属合金材料优良特性结合起来，扬长避短，国内外都做了大量的研究与实践。因此，具有陶瓷的优良特性及耐磨性能，又具有金属材料的优良特性的耐磨复合材料被广泛应用于各种耐磨领域。这就需要把陶瓷与金属复合到一起，但现有的生产制作工艺复杂，对工艺装备要求高，生产成本居高不下，很难被多数生产企业采用，因此，我们要研究一种生产工艺来降低生产成本，能让多数普通企业能用上高硬度、高强度、高耐磨性、高韧性的复合材料。

1背景

磨损是零部件失效的一种基本类型，普遍存在于冶金、矿山、电力、机械、国防、军工、航空航天等许多工业部门，这造成了材料的极大浪费和能源的巨大消耗。据不完全统计，目前国内每年消耗金属耐磨材料高达600万吨以上。以上数据可知，提高机械设备及零部件的耐磨损性能，可以大大减少能源消耗，提高生产效率。众所周知，陶瓷具有很高的耐磨损性能，而金属具有良好的韧性。这些性能很难在同一材料中协调一致，为了解决这一矛盾，使用氧化物陶瓷铁基耐磨复合材料是较好的选择。

2现行生产工艺

现行生产工艺有几大类：1）将制备好的氧化物陶瓷颗粒与自熔性金属合金粉末混合后（按一定比例）用油压机或等静压压制成工艺所需的形状，用高于自熔性金属合金熔点的温度下，进行烧结；2）将制备好的氧化物陶瓷颗粒与自熔性金属合金粉末混合烧结，是利用自熔性金属合金与氧元素结合能力的差异，将金属从其氧化物中置换出来，形成氧化物陶瓷/铁基耐磨复合材料；3）将自熔性金属合金熔液熔渗到陶瓷预制体多孔之中。上述方法只能生产小型复合材料块，无法将复合材料复合到需要耐磨的部位，运用到矿山机械、粉碎设备上难度很大。此工艺经济性稍差。

3研究方向

氧化物陶瓷铁合金复合材料性能优良，但与大型结构件复合复合困难，制备过程比较复杂。虽然，现有工艺解决了一些问题，在制作单个氧化物陶瓷铁合金复合材料上等研究取得了一定的进展，在实际应用领域但仍未开发出适合实际的产品。因此，需要研究开发出适合的新型制备工艺。我们主要研究方向是如何将复合材料复合到需要耐磨的部位，运用到矿山机械、粉碎设备上，重点在能降低成本、实现大规模生产进行研究探讨。

4实施方法

1）合金耐磨预制件制成工艺：将氧化物陶瓷颗粒与自熔性合金粉末按比例用机械进行充分混合，依据用户产品结构不同设计不同的模具，在油压机下将合金耐磨预制件压制制成特定形状，如柱状、条状、块状、蜂窝状等；2）冶金工艺：将耐磨预制件置于用泡沫、塑料等高分子有机材料制作的实体模具内用真空冶金铸造工艺进行复合铸造。利用金属母液的温度将合金耐磨预制件烧制成型并与合金耐磨预制件形成冶金结合面。该工艺设备投资小、工艺简单、金属母体与耐磨预制件冶金结合面良好。

5工艺过程

1）将粒径为8目的氧化物陶瓷颗粒10%、粒径为30目的氧化物陶瓷颗粒39%、粒径为60目的氧化锆陶瓷颗粒48%与自熔性铁基合金粉末7%，使用水溶性树脂4%机械混合均匀得混合物，放入油压机中用模具压制成型然后放入80°C的烘箱中烘干得到耐磨预制件；

2）将耐磨预制件在800℃的箱式炉中进行排胶；

3）将排胶后的耐磨预制件涂抹硬钎剂；

4）将涂抹硬钎剂的耐磨预制件置于用泡沫、塑料等高分子有机材料制作成为与要生产铸造的零件结构、尺寸完全一样的实体模具内；

5）实体模具经过浸涂强化涂料并烘干后，装入真空造型砂箱中排列好做好浇铸口，然后用干石英砂埋好，经三维振动台振动埋实；

6）用中频感应炼钢炉将耐磨基础件金属母体常用耐磨件的高锰钢、合金钢、高碳铬铁熔化成金属液，用浇包将合金钢水浇铸到真空造型砂箱上的浇铸口中，真空造型砂箱在0.5Pa的负压状态下浇入熔化的合金金属液，使高分子有机材料实体模型受热气化被抽出，被液体合金金属取代冷却凝固后成型，同时利用合金金属母液的温度将耐磨预制件烧制成型并与耐磨预制件形成冶金结合面。

6优点

1）利用合金金属母液的温度将耐磨预制件烧制成型并与耐磨基础件形成冶金结合面。耐磨件基体和氧化物陶瓷不会发生变形；

2）工艺简单、制作材料不需进行热处理就能达到所需

硬度；

3）解决了氧化物金属陶瓷和金属基体结合难的难题，避免了浇注工艺带来的缺陷；

4）耐磨工件表面氧化物陶瓷、金属呈规律分布，既保证了耐磨件的耐磨性，又保证了其抗冲击性能；

5）冶金面结合良好能大幅度降低生产成本，实现大规模生产。

参考文献

[1]万洁，陈小青，王彬.景德镇陶瓷文化创意产业发展政策研究[J].黑龙江对外经贸，2009，2：82-84.

[2]陈维平，杨少锋，韩孟岩.陶瓷/铁基合金复合材料的研究进展[J].中国有色金属学报，2010，2：257-266.

[3]刘均波，王立梅，黄继华.反应等离子熔覆（Cr，Fe）_7C_3/γ-Fe金属陶瓷复合材料涂层的耐磨性[J].北京科技大学学报，2007，1：50-54.

篇(4)

1铝合金复合材料技术及工艺发展的历程及现状

早在19世纪30年代在美国等国家就开始开发及研究铝合金复合材料，其方式就主要对热传输设备进行研究，此时与铝合金复合材料相关的技术及工艺尚不完善，但是在焊板、箔等生产中应用有较好的使用效果。而在19世纪40年代，此项工艺技术开始在西欧一些发达国家的热传输设备生产中应用，这也为铝合金复合材料及的关键技术及工艺提供了进一步的发展空间。在19世纪80年代铝合金复合材料关键技术及生产工艺仍然由一些发达国家所掌控，而我国在铝合金复合材料的生产及研究中起步相对较晚，但是在不断的研究及发展中仍然取得了一定的进步。对于铝合金复合材料的生产技术及工艺来说，其主要是采用特定的手段来改变金属材料的性质及特点，例如其化学、力学、物理等性质，这样可以使材料在实际的使用中满足不同的生产要求，进而提升其应用效果。

2铝合金复合材料的特点

铝合金复合材料因受加工生产的作用使其具备了多种实用性能，例如在使用中具有金属、合金、非金属材料等性质特点，可以说其融合了这些单一金属所具备的特性及优势。目前铝合金复合材料在使用中具备了防磨损、耐高温、阻断性、导热性、抗腐蚀、强度高、电磁性、光敏性等特点，再加上其成本相对较低且重量较轻使其在实际中得到了良好的推广及应用。铝合金复合材料通常情况下为两层或三层复合轧制而成，皮材采用熔点低且流动性好的4XXX铝合金作为焊料、芯层采用具有中等强度的3XXX防锈铝合金复合轧制而成。

3铝合金复合材料关键技术指标

根据铝合金复合材料在生产应用中的特殊性决定了其需具备相应的关键技术指标，其关键技术指标的确定主要是根据材料实际使用的场合及情况来进行确定的，以此来满足对铝合金复合材料的不同使用要求。在铝合金复合材料的关键技术指标中主要包括温度、厚度、尺寸、性能等，以下则是对其各项关键技术指标的研究及总结。3.1铝合金复合材料的主要状态及规格指标。铝合金复合材料在生产中首先需要注意的就是其基础性技术指标，包括材料的状态、规格、牌号等，对于此部分指标系数见表1。3.2铝合金复合材料的包覆率指标。由于铝合金复合材料在实际应用中其产品要求及使用性能的不同使其实际的规格也有一定的区别，而在此种情况下材料实际的包覆层厚度也有一定的区别，根据铝合金复合材料性质来看，其包覆率水平越高，整体材料的性能就越就稳定，相应的质量也可以得到良好的保障，其具体的指标参数见表2。3.3铝合金复合材料的化学成分指标。目前在相关技术及工艺的发展及进步使化学成分也在不断的变化，同时在铝合金复合材料生产中对其控制标准的要求也在不断的提升，而对其化学成分控制指标的确定及运用主要是以GB/T3190作为标准，以此来控制合金产品中的化学成分。3.4铝合金复合材料的力学指标。在原有的铝合金复合材料生产中其力学指标控制相对较松，而在现今此种材料的使用形式及使用功能在不断完善的情况下，力学指标的重要性也逐渐凸显出来。其力学指标的确定主要针对焊接性能，因此对于力学指标的确定需要根据铝合金复合材料的实际应用方向及应用性能来进行确定。3.5铝合金复合材料的温度指标。其温度指标主要是指在钎焊中的温度指标，由于在钎焊过程中高温会对铝合金复合材料的稳定性及质量产生一定的影响，为此在实际中需要对其温度进行严格的控制，其指标参数见表3。

4铝合金复合材料的生产工艺

4.1铝合金复合材料的包覆厚度理论。第一，在铝合金复合材料轧制的过程中需要注意材料所具备的金属键特点；第二，在双金属中其所需要复合的材料需要注意其临界值；第三，在铝合金复合材料生产中其材料原子在一定的条件下会产生一定的能量；第四，双金属在进行复合生产的过程中国会因表面接触出现塑性变形的情况，而此种情况主要是由于其表面覆盖的氧化层破裂而出现的一种位错迁移；第五，在双金属复合中其化学键会在接触及外部条件的作用下出现激活的情况，最后双金属在化学反应中出现结合情况；第六，在双金属复合中其在结合过后会会产生扩散情况，此情况主要是指在结合部分金属原子通过扩散活动来增强其结合程度及强度，此种扩散情况可以有效的提高铝合金复合材料的性能。4.2铝合金复合材料的包覆轧制技术。目前在铝合金复合材料的复合轧制中所使用的技术主要分为两种，热轧制及冷轧制，其中热轧复合技术在使用中其高温可以使金属温度升高，进而使材料可以受到更好的变形重塑，相对的其变形抗力也要较其它方式小，在应用中复合效率高。而冷轧复合技术由于温度等条件的影响使材料的抗变形能力较强，为此在实际施工中其设备及技术使用要求也较多，相应的成本也要高于热轧复合技术。

以上根据铝合金复合材料的特点对其关键技术指标及生产工艺进行了全面的解析，为其生产及使用提供了一定的参考依据，在实际中还需对相关技术不断研究及发展，从而提升产品的综合性能，满足高端产品发展需求。

作者:胡建兵 单位:深圳市万德装饰设计工程有限公司

参考文献

[1]盛永清.工型复合材料加筋壁板制造工艺研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学,2016.

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镁合金作为最轻的金属结构材料，具有高的比强度和比刚度、优良的铸造性能和机械加工性能，被誉为21世纪的绿色结构材料，有着广泛的应用前景。但是与铝合金相比，镁合金由于高温下强度下降使其应用受到一定的限制。

为了改善镁合金强度低、力学性能差的缺点，常向镁合金中加入连续或非连续（短纤维、晶须等）纤维增强镁基复合材料增强镁基复合材料。但其中纤维或晶须作为增强体价格昂贵、制备工艺复杂、存在晶须断裂等问题使纤维/晶须增强镁基复合材料的实际应用受到很大限制。为了满足进一步推广应用的要求，开始研究颗粒增强镁基复合材料，其具有力学性能呈各向同性、制备工艺简单、增强体价格低廉、等特点， 是目前最有可能实现低成本、规模化商业生产的镁基复合材料。

1.镁基复合材料组成

镁基复合材料主要由基体及增强相组成。基体所用镁合金系主要有Mg-AI-Zn系、Mg-Zn-Zr系、Mg-Li系、Mg-Mn系等。而对于镁基复合材常用增强体主要有碳纤维、碳化硅、氧化铝及碳化硼颗粒等。

2.专利申请概况

2.1 申请人类型分析

本文从中国专利文摘数据库CPRSABS和世界专利文摘库SIPOABS、德温特世界专利库DWPI中选取分类号和关键词进行检索，并对检索结果进行了分析。从专利的申请人类型来看，高校及科研院所拥有较大优势，占全部专利申请量的51%；其次为公司及企业，占全部专利申请量的44%，个人以及其他拥有的份额较少，仅占5%。其中，国外申请人以企业或公司为主，国内申请人以高校及研究院为主。

2.2 专利申请量分析

通过对全球范围内颗粒增强镁基复合材料专利申请量的分析发现，在颗粒增强镁基复合材料的整个发展过程中，国外技术的发展主要集中于2010年以前，而国内则是从2000年开始，由高校牵头开始研究颗粒增强镁基复合材料。

3.颗粒增强镁基复合材料专利现状分析

根据镁基复合材料的使用性能、基体镁合金的种类和成分来选择所需的颗粒增强相。要求增强相与基体物理、化学相容性好，应尽量避免增强相与基体合金之间的有害界面反应，并使其与基体润湿性良好，载荷承受能力强等。根据种类的不同其主要包括硅化物、碳化物、氧化物、氮化物、金属以及准晶等。

3.1 硅化物颗粒

硅化物颗粒主要包括Mg2Si，CrSi2以及TiSi2等。在使用硅化物颗粒增强镁基复合材料时，增强相硅化物颗粒主要是通过原位反应生成。在1994年，日本专利JPH0841564 A首先通过原位反应生成Mg2Si颗粒增强相，与碳化硅颗粒一起增强镁合金。但是在镁合金中反应生成的Mg2Si相极易长大变成粗大的汉字状，影响材料的力学性能。随后，上海交通大学（CN1789446 A、CN101148723 A）、江苏大学（CN101381829 A）、南昌大学（CN101748300 A、CN102776396 A）、南昌航空航天大学（CN104131190 A）等各大高校开始采用不同的方式细化镁合金复合材料中的Mg2Si相，例如利用脉冲磁场、超声波、超声变幅杆以及在合金中一定量的锑元素合金等，改善增强相的强化效果。

3.2 碳化物颗粒

常用碳化物添加颗粒主要包括SiC，TiC。1986年，AMAX公司（US4657065 A）首先采用碳化硅颗粒和/纤维和碳化钛颗粒作为增强相。 随后，碳化物作为最常规的增强相添加到镁合金中用于制备颗粒增强镁基复合材料（JPH01156448 A、JPH02129322 A、JPH02145233 A、JPH01279721 A、JPH05209205 A、JPH05202443 A、WO9315238 A1、CN1396284A、CN1470662A、CN1441073A等），并且为了适用于不同的领域、不同的制备工艺以及与其余增强相的润湿性，JPH01156448 A、JP2003183748 A 、CN1667149 A、CN1666833A采用在碳化硼、碳化硅表面涂覆镀层强化碳化物颗粒，改善碳化硅和镁基体之间的润湿，促进烧结；CN1676645 A、CN1837392 A、TW200914167 A、TW200912012 A、CN103667841、CN103667839、CN103667840、CN103695744则采用纳米态的碳化硅作为增强相，集纳米材料和复合材料的优点于一身。

3.3 氧化物颗粒

氧化物添加颗粒主要包括SiO2、MgO、Al2O3、Fe2O3、MnO2、ZrO2等。由于氧化物的成本较低，氧化物在1984年最先作为增强相用于制备颗粒增强镁基复合材料（JPS60243245 A），并在随后的技术发展中得到了广泛的应用，例如专利JPS6350615 A、JPH01261266 A，JPH05202443 A；CN1837392 A、TW200914167 A充分发挥纳米材料的特征，将碳化物和氧化物以纳米形态添加到镁合金中，制备出的镁基复合材料集纳米材料和复合材料的优点于一身；哈尔滨工业大学（CN103589891A）则改变氧化物的形式，将Al2O3以空心球的方式添加到镁合金。

3.4 金属颗粒

金属颗粒首次被用作增强相颗粒是在2001年，神户制钢株式会所尝试将金属锆作为增强相制备出锆增强的镁基复合材料；在国内， 2006年上海交通大学（CN1718792A）才将钛金属颗粒作为增强相；随后，江苏大学（CN101067188 A）、北京航空航天大学（CN101538672 A）、南昌大学（CN104313371 A，CN104313372 A）先后研究了将含稀土元素的金属间化合物颗粒作为颗粒增强相；中科学院金属研究所在2006年（CN101186996A）首次尝试将Nb颗粒添加到非晶态的镁合金中；并在随后研究了（CN102108454 A）将金属颗粒与非金属颗粒一起作为增强相；以及（CN102108460 A）将Co基、Zr基、Ni-Al基等形状记忆合金颗粒添加到镁基合金中，使得制备的复合材料具有形状记忆效应性能。

3.5 准晶颗粒

准晶由于具有各向同性及准周期晶格结构，使得位错滑移困难，而具有高硬度和高强度。因此，研究人员遂利用其作为增强相。首先是在2003年时，上海交通大学（CN1524974A A）将AlxCuyFez合金准晶粉添加到到镁基合金中。随后，太原理工大学（CN1644738 A、CN102206782 A）、北京工业大学（CN102618766 A）、华东交通大学（CN102618766 A）、西安理工大学（CN103421995 A）等高校都开始研究不同成分和形态的准晶颗粒增强相，制备出具有细小尺寸、近似球状的准晶增强的镁基复合材料。

3.6 其他

除了上述几种常见的增强颗粒以外，单质B（JP29893488A、JP29826588A、JP5313789A）、C（JP28139188A）、尖晶石（JP5313789A）、石墨（CN1676245 A、CN103820670 A）、碳纳米管（TW200914167 A、CN101376276 A、CN101376170 A、CN101386926 A）、Ca-P陶瓷颗（CN103834840 A）、石墨烯（CN104233028 A）等也曾作为增强颗粒被添加到镁合金中或者在镁合金中原位生成。

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【关键词】废印刷电路板物理回收非金属粉

1、概述

印刷电路板的基材通常为玻璃纤维强化的酚醛树脂或环氧树脂，其上焊接有各种构件，成分非常复杂，其中含有多种金属，具有很高的资源回收价值。PCB含有如铝、铜、铁、镍、铅、锡和锌等基本金属和金、银、钯、铑、硒等贵金属稀有金属，含量约为电路板质量的25%玻璃纤维强化酚醛树脂或环氧树脂。

废印刷电路板中包含的金属材料、塑料、玻璃纤维材料等物质都是有用的可回收利用的资源，其中金属物质相当于普通矿物中金属的几十倍甚至几百倍，而且还有一定量的贵重金属和稀有金属，因而具有很高的回收利用价值，大量的金属的回收再利用，是印刷线路板回收的一大推动力。

废旧印刷电路板基材中含有大量的被树脂包覆的玻纤，因而具有很高的力学性能，可以用作复合材料的填料，降低成本，有很高的经济价值。

由此看出，如果废旧印刷电路板不能采取合适的方式进行回收利用处理，这样不仅会造成资源的巨大损伤，并且电路板中含有的重金属卤素聚合物，如铅、含溴的阻燃剂等，会对环境和人体造成严重的危害。

2、废旧印刷电路板基材的处理工艺与利用

就如何回收利用废旧印刷电路板基材可以分为两种：物理方法回收和化学方法回收再利用。

2.1物理方法回收

目前可采取的主要的金属回收技术多采用机械破碎，这样子造成PCB中金属的解离，然后通过静电、磁力、重力等分选方式将金属材料和非金属材料进行分离。非金属粉末大小一般为3～5μm，成分主要为玻璃纤维、热固性环氧树脂和各种添加剂，这些粉末可作为复合材料的填料，用于制备复合材料。

根据PCB中非金属材料成分及各项性质，非金属可作为填料用于制备复合材料。由此粉末填充所制得的复合材料，同样具有密度小、吸水率低和硬度高的优点，力学性能与常规无机填料制得的材料力学性能相当。

2.2化学方法回收

化学回收也被称为三次回收，是指废弃物经初步粉碎后，利用化学方法将其分解成小分子碳氧化合物的气体、液体或者焦炭，同时使填料和纤维得到分离。废弃线路板非金属材料的化学回收利用形式有：

（1）热解回收法

热解法是用加热的手段，将交联的热固性树脂中的化学键断裂，将网状的大分子分解成有机小分子，残留物为无机化合物（主要是玻璃纤维）。目前对PCB中的非金属材料主要有两种处理工艺。一种是将废线路板经预处理后直接热解，其中的非金属材料在惰性气体保护下加热到一定温度发生热解，生成气体、液体（油）、固体（焦）。固体（焦）中含废线路板的金属成分和玻璃纤维等残渣，再采用物理方法分离回收金属成分。直接热解的工艺优点是防止粉碎的非金属粉末过细，热解产生有毒气体。另一种工艺路线是把物理回收金属和热解处理非金属两个过程串联起来，这样避免了金属因被氧化而影响回收。

（2）溶剂回收

溶剂回收是用有机或无机溶剂，将废弃线路板中的网状交联高分子基体分解或水解成低分子督的线性有机化合物，使复合材料中的各组分易于分离和回收的一项技术。

2.3回收技术分析

对于热固性的印刷线路板基材来说，物理回收不需要改变基材树脂的化学状态，操作简单方便，能耗低且污染物质较小，废弃物全部得到利用，能缓解焚烧、填埋带来的环境压力。不足之处在于线路板成分和性质的差异以及杂质的存在会造成再生产品性能的下降或降级使用。

相对于热解法，溶剂回收法要温和得多，不需要太高的温度。但溶剂回收法尚处于起步研究阶段，研究对象多为实验室合成的热固性环氧树脂复合材料，研究过程中还有许多技术难题需要克服。

综合上述废弃线路板中非金属材料的回收利用方法，我们认为不管从技术可行抑或是实用性来看，热解回收和溶剂回收法难度大且工艺尚未成熟，都实验室阶段，这种方法可以作为科学研究的新思路。而物理粉碎回收适合我国目前的经济技术水平。

3、废旧印刷电路板基材填充聚丙烯复合材料的界面改性

为了得到高强度的复合材料，必须在增强材料与基体之间形成有效的界面粘结。但是，在选用聚丙烯（PP）为基体树脂与PCBs非金属粉生产复合材料时，填料和聚丙烯树脂基体间较差的相容性是造成复合材料力学性能大幅下降的主要原因。

废旧印刷电路板基材填充聚丙烯复合材料的界面改性主要是通过两个方面实现的：一方面是对基材填料表面进行改性处理，增强其与基体聚丙烯的黏附性；另一方面是对另一方面是对聚丙烯进行改性处理，使填料和树脂基体能充分接触。

4、结语

综合上述几种回收利用方法，采用物理方法回收具有较大的发展优势，也是当前最适合国情的一种资源化方法。考虑到复合材料已成为目前材料领域最具有前景的领域之一，利用这种材料作填料制备复合材料具有很高的应用价值和良好的市场前景。

目前WPCBs中非金属材料的资源化还存在很多问题，从而造成产品的降级使用，如何说服他们让消费者接受回收料还是一个时间问题。WPCBS中非金属材料的资源化处置仍是当前全国上下面临的严峻问题，要实现其真正的回收利用、无害化处理还需要时间和具体举措。

参考文献

[1]阮培华.电子信息产品步入强制环保时代[J].高科技与产业化，2007，5：66～69.

[2]明果英.废印制电路板的物理回收及综合利用技术[J].印刷电路信息，2007，7：47～50.

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0　引　言

生物医用复合材料(biomedical composite materials)是由两种或两种以上的不同材料复合而成的生物医用材料，它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造［1］。长期临床发现，传统医用金属材料和高分子材料不具生物活性，与组织不易牢固结合，在生理环境中或植入体内后受生理环境的，导致金属离子或单体释放，造成对机体的不良影响。而生物陶瓷材料虽然具有良好的化学稳定性和相容性、高的强度和耐磨、耐蚀性，但材料的抗弯强度低、脆性大，在生理环境中的疲劳与破坏强度不高，在没有补强措施的条件下，它只能应用于不承受负荷或仅承受纯压应力负荷的情况。因此，单一材料不能很好地满足临床应用的要求。利用不同性质的材料复合而成的生物医用复合材料，不仅兼具组分材料的性质，而且可以得到单组分材料不具备的新性能，为获得结构和性质类似于人体组织的生物医学材料开辟了一条广阔的途径，生物医用复合材料必将成为生物医用材料和中最为活跃的领域。

1　生物医用复合材料组分材料的选择要求

生物医用复合材料根据应用需求进行设计，由基体材料与增强材料或功能材料组成，复合材料的性质将取决于组分材料的性质、含量和它们之间的界面。常用的基体材料有医用高分子、医用碳素材料、生物玻璃、玻璃陶瓷、磷酸钙基或其他生物陶瓷、医用不锈钢、钴基合金等医用金属材料；增强体材料有碳纤维、不锈钢和钛基合金纤维、生物玻璃陶瓷纤维、陶瓷纤维等纤维增强体，另外还有氧化锆、磷酸钙基生物陶瓷、生物玻璃陶瓷等颗粒增强体。

植入体内的材料在人体复杂的生理环境中，长期受物理、化学、生物电等因素的影响，同时各组织以及器官间普遍存在着许多动态的相互作用，因此，生物医用组分材料必须满足下面几项要求：(1)具有良好的生物相容性和物理相容性，保证材料复合后不出现有损生物学性能的现象；(2)具有良好的生物稳定性，材料的结构不因体液作用而有变化，同时材料组成不引起生物体的生物反应；(3)具有足够的强度和韧性，能够承受人体的机械作用力，所用材料与组织的弹性模量、硬度、耐磨性能相适应，增强体材料还必须具有高的刚度、弹性模量和抗冲击性能；(4)具有良好的灭菌性能，保证生物材料在临床上的顺利应用。此外，生物材料要有良好的成型、加工性能，不因成型加工困难而使其应用受到限制。

2　生物医用复合材料的研究现状与应用

2.1　陶瓷基生物医用复合材料

陶瓷基复合材料是以陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷基体，通过不同方式引入颗粒、晶片、晶须或纤维等形状的增强体材料而获得的一类复合材料。生物陶瓷基复合材料虽没有多少品种达到临床应用阶段，但它已成为生物陶瓷研究中最为活跃的领域，其研究主要集中于生物材料的活性和骨结合性能研究以及材料增强研究等。

Al2O3、ZrO3等生物惰性材料自70年代初就开始了临床应用研究，但它与生物硬组织的结合为一种机械的锁合。以高强度氧化物陶瓷为基材，掺入少量生物活性材料，可使材料在保持氧化物陶瓷优良力学性能的基础上赋予其一定的生物活性和骨结合能力。将具有不同膨胀系数的生物玻璃用高温熔烧或等离子喷涂的，在致密Al2O3陶瓷髋关节植入物表面进行涂层，试样经高温处理，大量的Al2O3进入玻璃层中，有效地增强了生物玻璃与Al2O3陶瓷的界面结合，复合材料在缓冲溶液中反应数十分钟即可有羟基磷灰石的形成［2］。为满足外科手术对生物学性能和力学性能的要求，人们又开始了生物活性陶瓷以及生物活性陶瓷与生物玻璃的复合研究，以使材料在气孔率、比表面积、生物活性和机械强度等方面的综合性能得以改善。近年来，对羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP)复合材料的研究也日益增多［3，4］。30% HA与70%TCP在1150℃烧结，其平均抗弯强度达155MPa，优于纯HA和TCP陶瓷，研究发现HA-TCP致密复合材料的断裂主要为穿晶断裂，其沿晶断裂的程度也大于纯单相陶瓷材料。HA-TCP多孔复合材料植入动物体内，其性能起初类似于β-TCP，而后具有HA的特性，通过调整HA与TCP的比例，达到满足不同临床需求的目的。45SF1/4玻璃粉末与HA制备而成的复合材料，植入兔骨中8周后取出，骨质与复合材料之间的剪切破坏强度达27MPa，比纯HA陶瓷有明显的提高。

生物医用陶瓷材料由于其结构本身的特点，其力学可靠性(尤其在湿生理环境中)较差，生物陶瓷的活性研究及其与骨组织的结合性能研究，并未能解决材料固有的脆性特征。因此生物陶瓷的增强研究成为另一个研究重点，其增强方式主要有颗粒增强、晶须或纤维增强以及相变增韧和层状复合增强等［3，5～7］。当HA粉末中添加10%～50%的ZrO2粉末时，材料经1350～1400℃热压烧结，其强度和韧性随烧结温度的提高而增加，添加50%TZ-2Y的复合材料，抗折强度达400MPa、断裂韧性为2.8～3.0MPam1/2。ZrO2增韧β-TCP复合材料，其弯曲强度和断裂韧性也随ZrO2含量的增加而得到增强。纳米SiC增强HA复合材料比纯HA陶瓷的抗弯强度提高1.6倍、断裂韧性提高2倍、抗压强度提高1.4倍，与生物硬组织的性能相当。晶须和纤维为陶瓷基复合材料的一种有效增韧补强材料，目前用于补强医用复合材料的主要有：SiC、Si3N4、Al2O3、ZrO2、HA纤维或晶须以及C纤维等，SiC晶须增强生物活性玻璃陶瓷材料，复合材料的抗弯强度可达460MPa、断裂韧性达4.3MPam1/2，其韦布尔系数高达24.7，成为可靠性最高的生物陶瓷基复合材料。磷酸钙系生物陶瓷晶须或纤维同其它增强材料相比，不仅不影响材料的增强效果，而且由于其具有良好的生物相容性，与基体材料组分相同或相近，不会影响到生物材料的性能。HA晶须增韧HA复合材料的增韧补强效果同复合材料的气孔率有关，当复合材料相对密度达92%～95%时复合材料的断裂韧性可提高40%。

2.2　高分子基生物医用复合材料

研究表明几乎所有的生物体组织都是由两种或两种以上的材料所构成的，如人体骨骼和牙齿就是由天然有机高分子构成的连续相和弥散于其基质中的羟基磷灰石晶粒复合而成的。生物有机高分子基复合材料，尤其生物无机与高分子复合材料的出现和发展，为人工器官和人工修复材料、骨填充材料开发与应用奠定了坚实的基础。

生物陶瓷增强聚合物复合材料于1981年由Bonfield提出，目前的研究对象主要有：HA、AW玻璃陶瓷、生物玻璃等增强高密度聚乙烯(HDPE)和聚乳酸等高分子化合物［8，9］。HDPE-HA复合材料随HA掺量的增加，其密度也增加，弹性模量可从1GPa提高到9MPa，但材料从柔性向脆性转变，其断裂形变可从大于90%下降至3%，因此可通过控制HA的含量调整和改变复合材料的性能。HA增强HDPE复合材料的最佳抗拉强度可达22～26MPa、断裂韧性达2.9±0.3MPam1／2。由于该复合材料的弹性模量处于骨杨氏模量范围之内，具有极好的力学相容性，并且具有引导新骨形成的功能。AW玻璃陶瓷和生物玻璃增强HDPE复合材料具有与HA增强HDPE复合材料相似的力学性能和生物学性能，复合材料在37℃的SBF溶液中体外实验研究表明，在其表面可形成磷灰石层，通过控制和调整AW玻璃陶瓷和生物玻璃的含量，使其满足不同临床应用的需求。

聚乳酸具有良好的生物相容性和可降解性，但材料还缺乏骨结合能力，对X光具有穿透性，不便于临床上显影观察。将聚乳酸与HA颗粒复合有助于提高材料的初始硬度和刚性，延缓材料的早期降解速度，便于骨折早期愈合。随着聚乳酸的降解吸收，HA在体内逐渐转化为自然骨组织，从而提高材料的骨结合能力和材料的生物相容性；此外可提高材料对X-射线的阻拒作用，便于临床显影观察。最近，国外采用一种新的共混及精加工工艺将HA均匀分散于PLLA基体中制备了超高强度生物可吸收PLLA-HA复合材料［10］，随HA在PLLA基体中含量增加，材料的弯曲强度和弯曲模量也增加，其最高弯曲强度可达280MPa，它既有高分子的弹性又具有类皮质骨的刚度。将该材料浸入到SBF溶液中3天后即有大量HA晶体在表面沉积，具有骨结合能力，12周后材料具有210MPa的弯曲强度，高于皮质骨内固定材料弯曲强度200MPa的最底要求。因此该复合材料可望作为骨折内固定材料，广泛应用于临床。PDLLA-HA复合内固定棒兔子髁部骨折的实验研究表明［11］，术后动物自由活动，不用任何外固定，所有动物伤口Ⅰ期愈合，无关节积液和窦道形成。X线摄片见3周时骨折端无移位，有明显骨痂生成，骨折线模糊。6周骨折愈后，骨折线消失，骨痂最多，以后各时间点骨折无移位和再骨折，骨痂逐渐减少。12周前材料可清晰显影，24周后模糊至消失。

碳纤维增强生物医用高分子复合材料是发展最早的一类医用复合材料，它主要用作骨水泥、人工关节和接骨板等［12，13］。碳纤维增强HDPE复合材料，其强度、刚性、抗疲劳和抗磨损性能均显著高于HDPE材料，因此它常用作承受复杂应力和摩擦作用的髋关节和膝关节。碳纤维增强聚砜复合材料的抗扭强度最高可达100MPa，与金属板相比，其断裂模量可减少2～4倍。碳纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料在90年代初就成功地用于颅骨缺损修复，其弯曲强度、断裂模量及其抗冲击性能均优于人体颅骨材料，对患者实施颅骨缺损修复后起到重要的防护作用。用四氟乙烯纤维与碳纤维复合制备成多孔复合材料，其表面积为宏观的1200倍，有利于生物组织的长入，它已用于牙槽骨、下颌骨、关节软骨的修复。