轻质高强金属基复合材料

颗粒增强金属基复合材料因其制备工艺简单、成本较低、材料性能各向同性，且可使用传统金属加工工艺进行二次加工等优点，已成为金属基复合材料领域最重要的研究方向。最初研发的以微米陶瓷颗粒为增强体的铝基复合材料，虽然可以提高材料的强度，但严重损伤了材料的延展性，限制了金属基复合材料的广泛应用。后来，为了改善金属基复合材料的韧性，纳米陶瓷颗粒成为增强体材料的新选择。然而，由于制备工艺的限制，纳米颗粒体积分数较低，对强度的贡献有限，这方面的工作也尚未取得理想的进展。近年来，我们通过构型设计和原位强化，发展了混杂复合材料、多级复合材料和原位复合材料，其强度比基体有明显的提高，材料的延展性也得到了大幅改善。

应用领域与已推广使用情况： 现代战机、装甲车、战车等武器装备系统需要大幅度减轻其重量以提高其战场的灵活性和机动性，因此对轻质高强材料提出了迫切需求。本材料可用于轻质装甲、航空发动机叶片和轻质结构件等领域。

知识产权情况： 轻质高强金属基复合材料在2016年和2018年两次荣获美国创新奖。授权美国发明专利1项，中国发明专利2项。

技术水平： 国际先进。

技术成熟度： 已成熟，处于规模化小试阶段。

团队（或成果完成人）简介： 刘金铃，西南交通大学力学与工程学院教授、博士生导师。2013年在美国University of Central Florida材料科学与工程系获博士学位，同年回国入职西北工业大学材料学院，2014年底引进到西南交通大学工作。2014年入选扬州市“绿扬金凤计划”，2015年入选江苏省“双创计划”，2016年入选四川省**专家，2018年入选成都市蓉漂计划专家。主要从事轻质高强结构材料、高性能陶瓷、场辅助烧结技术等方向的研究。主持国家自然科学基金面上项目2项，青年基金1项，凝固技术国家重点实验室开放课题1项。已发表SCI论文40余篇，书籍章节1篇，获得美国发明专利1项、中国发明专利4项、实用新型专利4项。

颗粒增强金属基复合材料由于制备工艺简单、成本较低、材料性能各向同性且可以采用传统的金属加工工艺进行二次加工等优点，已经成为金属基复合材料领域最重要的研究方向。最初研发的以微米陶瓷颗粒为增强体的铝基复合材料，虽然可以提高材料的强度，但严重损伤了材料的延展性，限制了金属基复合材料的广泛应用。后来，为了改善金属基复合材料韧性，纳米陶瓷颗粒成为增强体材料的新选择，但由于制备工艺限制，纳米颗粒体积分数较低，对强度的贡献有限，这方面的工作也没有取得理想的进展。近年来，我们通过构型设计和原位强化，发展了混杂复合材料、多级复合材料和原位复合材料，其强度比基体有明显的提高，材料的延展性也得到了大幅改善。

应用领域与已推广使用情况：现代战机、装甲车、战车等武器装备系统需要大幅度减轻其重量以便提高其战场的灵活性和机动性，因此对轻质高强材料提出了迫切需求。本材料可用于轻质装甲、航空发动机叶片和轻质结构件等领域。

知识产权情况：轻质高强金属基复合材料2016年和2018年两次荣获美国创新奖。授权美国发明专利1项，中国发明专利2项。

技术水平：国际先进。

技术成熟度：已成熟，处于规模化小试阶段。

团队（或成果完成人）简介：刘金铃，西南交通大学力学与工程学院教授、博士生导师。2013年在美国University of Central Florida材料科学与工程系获博士学位，同年回国入职西北工业大学材料学院，2014年底引进到西南交通大学工作。2014年入选扬州市“绿扬金凤计划”，2015年入选江苏省“双创计划”，2016年入选四川省**专家，2018年入选成都市蓉漂计划专家。主要从事轻质高强结构材料、高性能陶瓷、场辅助烧结技术等方向的研究。主持国家自然科学基金面上项目2项，青年基金1项，凝固技术国家重点实验室开放课题1项。已发表SCI论文40余篇，书籍章节1篇，获得美国发明专利1项、中国发明专利4项、实用新型专利4项。