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层压金属复合材料

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层压金属复合材料是由两层或多层不同金属组成的材料。它们相互紧密地结合在一起，其性能优于单一金属，并可以根据需要选择不同的金属层，使金属层压复合材料具有多种优异的性能，使得在要求抗磨损、抗腐蚀、抗冲击、高的热传导性以及电磁性能和强度、韧性等方面得到了广泛应用。

简介

化工设备上采用包钛钢来代替全钛材料制造容器，既发挥钛抗腐蚀、抗磨蚀和抗污垢等性能，又节约钛的用量和降低制造成本，又如温度自动调节器，利用两种金属的不同热膨胀系数，造成可控制的能再现随温度变化而引起的变形，达到控温的目的。我国生产的不锈钢-普通钢复合钢板和合金钢-普通钢复合钢板等，均属于这类双层金属复合材料。三层金属复合材料如黄铜-钢-黄铜材料，被用来制造30毫米口径子弹的夹层弹头外壳，使用性能良好。金属层压板的有效弹性模量或比刚度(刚度对密度之比)不仅取决于层压板各金属组分的弹性模量、密度和体积比，述取决于层压板结构的负载方式和排列方式。在复合材料受单轴负载的情况下，即在平行于层压板的任何方向上，层压金属复合材料的弹性行为和单向纤维增强复合材料在受平行于纤维方向的应力作用寸所表现的弹性行为相类似，根据混合定则很容易进行估算。然而，对多层复合材料来说，只有当层数足够多及模量高低不同的材料在复合材料厚度方向上分布均匀时，横向弯曲或扭转负荷下的混合定则计算值和实际值才是近似的。

评价

材料的刚度通常是用其弹性模量（又称杨氏模量）来衡量的，对于碳纤维材料以0°方向的拉伸模量评价居多。标准模量级碳纤维的拉伸模量通常为228GPa，其极限抗拉强度为3.5GPa。当然，通过采用特殊的热处理工艺可以获得更高刚度和更高强度的碳纤维，这些高刚度、高强度的碳纤维价值自然也会更高。与标准模量碳纤维相比，2024-T3铝材的拉伸模量仅为71GPa，极限抗拉强度为448MPa；45#钢的拉伸模量为210GPa，极限抗拉强度为862MPa。钢在低于极限抗拉强度的应力水平下会发生永久变形，而造成这种情况的应力水平称为屈服强度。与之相比，碳纤维在极限抗拉强度时不会永久变形，因此它实际上没有屈服强度。