第1章 绪论 1
1.1 复合材料的定义、命名和分类 2
1.1.1 复合材料的定义 2
1.1.2 复合材料的命名 3
1.1.3 复合材料的分类 3
1.2 金属基复合材料概述 4
1.3 金属基复合材料的性能特点 6
1.4 金属基复合材料的应用方向 10
1.5 金属基复合材料的发展趋势 18
参考文献 21
第2章 金属基复合材料的设计基础 26
2.1 复合材料的可设计性 26
2.2 复合材料结构设计方法 28
2.2.1 设计步骤 28
2.2.2 设计条件 29
2.2.3 设计类型 30
2.2.4 材料设计 30
2.2.5 结构设计 34
2.3 复合效应 36
2.3.1 线性复合效应 37
2.3.2 非线性复合效应 37
2.4 复合准则 38
2.4.1 力学性能复合准则 38
2.4.2 物理性能复合准则 43
2.4.3 组合复合 44
2.5 复合材料设计的新途径 44
2.5.1 复合材料的一体化设计 44
2.5.2 复合材料及其结构的软设计 45
2.5.3 复合材料的宏观、细观（介观）及微观设计 45
2.5.4 复合材料及其结构的虚拟设计 46
参考文献 48
第3章 金属基复合材料的增强体材料 51
3.1 增强体材料的特点 51
3.2 连续增强体 52
3.2.1 纤维类 52
3.2.2 骨架类 60
3.3 非连续增强体 62
3.3.1 晶须类 62
3.3.2 颗粒类 64
3.3.3 微珠 67
3.3.4 石墨烯 69
3.3.5 碳纳米管 74
参考文献 77
第4章 金属基复合材料的界面控制 80
4.1 复合材料界面的基本概念 80
4.1.1 界面的定义 80
4.1.2 界面的结合类型 80
4.1.3 界面的作用（界面效应） 82
4.1.4 界面的润湿性 82
4.2 金属基复合材料的界面特点 83
4.2.1 界面的类型 84
4.2.2 界面的典型结构 85
4.2.3 界面稳定性的影响因素 86
4.2.4 残余应力 87
4.3 金属基复合材料的界面反应 88
4.3.1 界面的相容性 88
4.3.2 界面反应的种类 88
4.4 金属基复合材料的界面控制 90
4.4.1 增强体材料的表面处理 90
4.4.2 向基体添加特定元素 91
4.4.3 优化制备工艺方法和参数 91
4.5 金属基复合材料的界面表征方法 92
4.5.1 界面润湿性的表征 92
4.5.2 界面微观组织结构和成分的表征 93
4.5.3 界面结合强度的表征 93
4.5.4 界面残余应力的表征 95
4.6 金属基复合材料的界面优化设计 97
参考文献 98
第5章 金属基复合材料的制备技术 103
5.1 金属基复合材料的制备技术的要求、关键和分类 103
5.1.1 制备技术的要求 103
5.1.2 制备技术的关键 103
5.1.3 制备技术的分类 104
5.2 固态法 105
5.2.1 粉末冶金法 105
5.2.2 变形压力加工 107
5.2.3 扩散粘接法 108
5.2.4 爆炸焊接法 110
5.3 液态法 111
5.3.1 液态浸渍法 111
5.3.2 搅拌铸造法 114
5.3.3 共喷沉积法 116
5.3.4 3D打印技术 117
5.4 原位合成法 118
5.4.1 定向凝固法 118
5.4.2 反应自生成法 119
5.5 梯度复合技术 124
5.5.1 物理气相沉积技术 124
5.5.2 化学气相沉积技术 124
5.5.3 电镀、化学镀和复合镀技术 125
5.5.4 喷涂和激光熔覆技术 126
参考文献 127
第6章 镁基复合材料 129
6.1 长纤维增强镁基复合材料 129
6.1.1 碳纤维增强镁基复合材料显微组织 129
6.1.2 碳纤维增强镁基复合材料界面 129
6.1.3 碳纤维增强镁基复合材料力学性能 131
6.2 短纤维增强镁基复合材料 132
6.2.1 晶须增强镁基复合材料 132
6.2.2 短碳纤维增强镁基复合材料 134
6.3 颗粒增强镁基复合材料 136
6.3.1 微米颗粒增强镁基复合材料 136
6.3.2 亚微米颗粒增强镁基复合材料 140
6.3.3 纳米颗粒镁基复合材料 145
6.4 碳纳米材料增强镁基复合材料 150
6.4.1 碳纳米管增强镁基复合材料 150
6.4.2 石墨烯增强镁基复合材料 154
参考文献 154
第7章 铝基复合材料 158
7.1 概述 158
7.2 铝基复合材料的设计和分类 158
7.2.1 铝基复合材料的设计思路 158
7.2.2 铝基复合材料的分类 158
7.3 颗粒增强铝基复合材料 159
7.3.1 颗粒增强铝基复合材料强化机制 159
7.3.2 颗粒增强铝基复合材料失效机制 159
7.3.3 颗粒增强铝基复合材料的应用 160
7.4 三维连续相增强铝基复合材料 160
7.4.1 双连续Al／陶瓷复合材料的特点 160
7.4.2 Al/SiC双连续相复合材料 162
参考文献 168
第8章 钛基复合材料 176
8.1 概述 176
8.2 钛基复合材料的分类 176
8.3 钛合金基体的选择 177
8.4 增强体的选择 178
8.5 钛基复合材料的制备方法 178
8.5.1 熔铸法 179
8.5.2 粉末冶金法 179
8.5.3 机械合金化法 179
8.5.4 自蔓延高温合成法 180
8.6 热加工对钛基复合材料的影响 180
8.6.1 挤压对钛基复合材料的影响 180
8.6.2 锻造对钛基复合材料的影响 181
8.6.3 轧制对钛基复合材料的影响 181
8.7 石墨烯增强钛基复合材料 182
8.7.1 石墨烯增强钛基复合材料的制备工艺 182
8.7.2 石墨烯增强钛基复合材料微观组织 187
8.7.3 石墨烯增强钛基复合材料力学性能 190
8.7.4 石墨烯增强钛基复合材料界面结构 193
8.7.5 石墨烯增强钛基复合材料强化机理 195
参考文献 198
第9章 非晶合金复合材料 202
9.1 概述 202
9.1.1 非晶合金的定义、性能和应用 202
9.1.2 非晶合金复合材料的设计和分类 205
9.2 原位内生晶体相增强非晶合金复合材料 206
9.2.1 非相变增强非晶合金复合材料 206
9.2.2 相变增强非晶合金复合材料 209
9.3 颗粒增强非晶合金复合材料 212
9.3.1 陶瓷颗粒／非晶合金复合材料 212
9.3.2 金属颗粒／非晶合金复合材料 213
9.4 丝束增强非晶合金复合材料 215
9.4.1 钨丝／锆基非晶合金复合材料 215
9.4.2 碳纤维／非晶合金复合材料 230
9.5 骨架增强非晶合金复合材料 231
9.5.1 多孔钨／锆基非晶合金复合材料 231
9.5.2 多孔钛／镁基非晶合金复合材料 241
9.5.3 多孔SiC/Zr基非晶合金复合材料 246
参考文献 252
第10章 高熵合金复合材料 260
10.1 高熵合金的特点和性能 260
10.1.1 高熵合金的特点 260
10.1.2 高熵合金的性能 263
10.2 双相结构高熵合金 266
10.2.1 合金成分优化 267
10.2.2 冷却速率对高熵合金显微组织的影响 271
10.2.3 双相高熵合金的组织调控 273
10.2.4 双相高熵合金的应变率相关力学行为 284
10.3 非晶-高熵合金复合材料 286
10.3.1 Al基非晶-高熵合金复合材料的制备 287
10.3.2 烧结过程 290
10.3.3 力学行为 292
10.4 钨-高熵复合材料 295
10.4.1 钨-高熵合金的润湿性能 296
10.4.2 钨-高熵合金的组织和力学性能 296
参考文献 299
第11章 金属材料的构型复合化 303
11.1 分级复合构型 303
11.1.1 分级复合 303
11.1.2 多芯复合 304
11.2 叠层复合结构 305
11.2.1 铺层结构 305
11.2.2 环形结构 306
11.2.3 层合板结构 307
11.3 网状结构金属基复合材料 308
11.3.1 设计与制备 308
11.3.2 变形与成型 309
11.3.3 热处理改性 310
11.4 仿生构型金属基复合材料 312
11.4.1 梯度构型金属基复合材料 313
11.4.2 贝壳珍珠层构型金属基复合材料 316
参考文献 322