金属材料和陶瓷材料是我们在航空航天、船舶、汽车、日用等行业十分常见的材料，已经融入到我们的方方面面。金属陶瓷作为金属材料和陶瓷材料研发的一种新型复合材料，兼具金属和陶瓷材料的某些优点，受到科研工作者的广泛关注，是材料领域的研究重点之一。近年来，金属陶瓷的研究成果越来越多，新品种不断出现，理论体系也日趋成熟。
图1 金属陶瓷航空铝材质手机外壳
一、金属陶瓷简介
金属陶瓷，是一种由金属或合金和一种或几种陶瓷相所组成的非均质的复合材料，其中后者约占15%～85vol%，当陶瓷含量高于50vol%时，亦可称为陶瓷-金属复合材料。金属陶瓷(Ce
rmet/Ceramet)是由陶瓷(Ceramics)中的词头Cer/Cera与金属(Metal)中的词头Met结合起来构成。
金属陶瓷的理想结构是弥散且均匀分布的陶瓷颗粒表面被连续薄膜形态的金属相包裹，其中陶瓷相承受机械应力和热应力，通过连续的金属相分散，金属相因呈薄膜状包裹再陶瓷颗粒表面而得到强化，故金属陶瓷作为介于高温合金和陶瓷材料之间的一种高温材料，具有兼顾金属的高韧性、可塑性和陶瓷的高熔点、耐腐蚀和耐磨损等性能。
图2 常见材料化学稳定性与抗热冲击性汇总
图3 陶瓷材料和金属材料杨氏模量及断裂强度对比
二、金属陶瓷的发展史
第一代：二战期间，德国以Ni粘结TiC生产金属陶瓷；
第二代：60年代美国福特汽车公司发明的，它添加Mo到Ni粘结相中改善TiC和其它碳化物的润湿性，从而提高材料的韧性；
第三代：金属陶瓷则将N元素引入合金的硬质相，改单一相为复合相，形成Ti(C，N)固溶体；
20世纪80年代，硼化物陶瓷由于具有很高的硬度、熔点和优良的导电性、耐腐蚀性，成为最有发展前途的金属陶瓷。
图4 TiC金属陶瓷组织结构示意图
三、金属陶瓷材料匹配的原则
1、相间热力学匹配：金属相的加入大幅降低陶瓷的烧结温度，改善期脆性。纯TiC材料因其烧结温度在2000℃高温，晶粒生长较快，致密度和性能较低，加入Ni-Mo金属作为粘接相，形成TiC-Ni-Mo陶瓷金属，可在1300℃烧结，且致密度和机械性能均有提高，详见图5；
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