與顆粒、晶須和纖維增強金屬基復合材料不同,網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)增強金屬基復合材料的主要特征是硬質(zhì)增強相和韌性金屬基體相互纏結(jié)和盤繞,相互貫穿,相互滲透,形成了既完整統(tǒng)一又相對獨立的一種新型結(jié)構(gòu)材料和功能材料。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)增強金屬基復合材料中的每一相在各個方向上都是連續(xù)的,組織在宏觀上具有拓撲均勻性。

和傳統(tǒng)的金屬基復合材料相比,網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)增強金屬基復合材料表現(xiàn)出許多獨特的性能。眾所周知,纖維增強的復合材料在平行于纖維方向上的強度和韌性很高,但在垂直于纖維方向則往往很差。而網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)增強金屬基復合材料組織由于具有宏觀的均勻性,因而可以將復合材料的各向異性降到最低。如將陶瓷增強相與韌性基體金屬相復合成網(wǎng)絡互穿的結(jié)構(gòu),可以極大地降低復合材料的各向異性,從而增強了其抵抗各種破壞的能力。而且,研究還發(fā)現(xiàn)高溫時網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)能形成互鎖態(tài),從而有助于復合材料高溫蠕變性能的提高。

在研究三維網(wǎng)絡SiC增強銅基復合材料時發(fā)現(xiàn),由于三維網(wǎng)絡SiC在磨損表面形成硬的微凸體并起承載作用,抑制了基體合金的塑性變形和高溫軟化,減少了摩擦偶件同基體合金的接觸,減輕了粘著磨損,有利于氧化膜在磨損表面的留存,使復合材料的耐磨性能隨著溫度和載荷的增加而明顯提高。此外,隨著網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)增強相體積分數(shù)的增加,不僅增大了材料的摩擦因數(shù),而且還可以將磨損率保持在較低的水平。另外,研究表明,在相同的陶瓷含量下,網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)增強金屬基復合材料的熱膨脹系數(shù)要遠低于顆粒增強SiC/Al復合材料。