近年来，随着新技术、新方法和新理论的出现，涌现出了一批新型高性能金属基复合材料，现有教材已无法反映现有金属基复合材料的发展水平。本教材以金属基复合材料的发展、设计、增强体的选题、界面控制及制备技术展开讨论；第二个层次突出传统高性能金属基复合材料的发展、制备和性能评价，主要包括镁基复合材料、铝基复合材料及钛基复合材料等；第三个层次主要介绍新近发展起来的新型高性能金属基复合材料，如非晶复合材料和高我们高熵复合材料，并进一步探讨了复合材料结构设计的新理念，如构型复合化的研究进展。
薛云飞，副教授，博士生导师，本科、博士均毕业于北京理工大学。入选北京高等学校青年英才计划，美国Michigan大学-安娜堡分校访问学者。长期从事毁伤与防护用高熵、非晶及其复合材料的应用开发工作，先后主持/完成了国家重点研发计划课题、武器装备预研项目/基金、国家自然科学基金面上项目、军委科技委基金、国防973专题、国防基础科研等项目十余项。以※一/通讯作者在NatCommun、Acta Mater、Scripta Mater等期刊发表SCI论文近40篇，授权/受理发明专利30余项。
第1章 绪论
1.1 复合材料的定义、命名和分类
1.1.1复合材料的定义
1.1.2复合材料的命名
1.1.3复合材料的分类
1.2 金属基复合材料概述
1.3 金属基复合材料的性能特点
1.4 金属基复合材料的应用方向
1.5 金属基复合材料的发展趋势
参考文献
第2章 金属基复合材料的设计基础
2.1 复合材料的可设计性
2.2 复合材料结构设计方法
2.2.1 设计步骤
2.2.2 设计条件
2.2.3 设计类型
2.2.4 材料设计
2.2.4.1 原材料选择
2.2.4.2 基体选择
2.2.4.3 增强体选择
2.2.4.4 界面设计
2.2.5 结构设计
2.3复合效应
2.3.1 线性复合效应
2.3.2非线性复合效应
2.4复合准则
2.4.1 力学性能复合准则
2.4.1.1增强原理
2.4.1.2增强系数
2.4.1.3性能准则
2.4.2 物理性能复合准则
2.4.3 组合复合
2.5 复合材料设计的新途径
2.5.1 复合材料的一体化设计
2.5.2 复合材料及其结构的软设计
2.5.3 复合材料的宏观、细观（介观）及微观设计
2.5.4 复合材料及其结构的虚拟设计
参考文献
第3章 金属基复合材料的增强体材料
3.1 增强体材料的特点
3.2 连续增强体
3.2.1 纤维类
3.2.1.1碳纤维
3.2.1.2 碳化硅纤维
3.2.1.3 氧化铝纤维
3.2.1.4 硼纤维
3.2.1.5 金属丝
3.2.2骨架类
3.3 非连续增强体
3.3.1晶须类
3.3.2 颗粒类
3.3.3 微珠
3.3.4 石墨烯
3.3.5 碳纳米管
参考文献
第4章 金属基复合材料的界面控制
4.1 复合材料界面的基本概念
4.1.1 界面的定义
4.1.2 界面的结合类型
4.1.3 界面的作用（界面效应）
4.1.4 界面的润湿性
4.2 金属基复合材料的界面特点
4.2.1 界面的类型
4.2.2 界面的典型结构
4.2.3 界面稳定性的影响因素
4.2.4 残余应力
4.3 金属基复合材料的界面反应
4.3.1 界面的相容性
4.3.2 界面反应的种类
4.4 金属基复合材料的界面控制
4.4.1增强体材料的表面处理
4.4.2 向基体添加特定元素
4.4.3 优化制备工艺方法和参数
4.5 金属基复合材料的界面表征方法
4.5.1 界面润湿性的表征
4.5.2 界面微观组织结构和成分的表征
4.5.3 界面结合强度的表征
4.5.4 界面残余应力的表征
4.6 金属基复合材料的界面优化设计
参考文献
第5章 金属基复合材料的制备技术
5.1 概述
5.1.1制备技术的要求
5.1.2制备技术的关键
5.1.3制备技术的分类
5.2 固态法
5.2.1 粉末冶金法
5.2.2 变形压力加工
5.2.3 扩散粘接法
5.2.4 爆炸焊接法
5.3 液态法
5.3.1 液态浸渍法
5.3.2 搅拌铸造法
5.3.3 共喷沉积法
5.3.4 3D打印技术
5.4 原位合成法
5.4.1 定向凝固法
5.4.2 反应自生成法
5.5 梯度复合技术
5.5.1 物理气相沉积技术
5.5.2 化学气相沉积技术
5.5.3 电镀、化学镀和复合镀技术
5.5.4 喷涂和激光熔敷技术
参考文献
第6章 镁基复合材料
6.1长纤维增强镁基复合材料
6.1.1 碳纤维增强镁基复合材料显微组织
6.1.2 碳纤维增强镁基复合材料界面
6.1.3 碳纤维增强镁基复合材料力学性能
6.2短纤维增强镁基复合材料
6.2.1晶须增强镁基复合材料
6.2.2短碳纤维增强镁基复合材料
6.3颗粒增强镁基复合材料
6.3.1 微米颗粒增强镁基复合材料
6.3.2 亚微米颗粒增强镁基复合材料
6.3.3 纳米颗粒镁基复合材料
6.4碳纳米材料增强镁基复合材料
6.4.1 碳纳米管增强镁基复合材料
6.4.2石墨烯增强镁基复合材料
参考文献
第7章 铝基复合材料
7.1概述
7.2铝基复合材料的设计和分类
7.2.1 铝基复合材料的设计思路
7.2.2 铝基复合材料的分类
7.3 颗粒增强铝基复合材料
7.3.1颗粒增强铝基复合材料强化机制
7.3.2颗粒增强铝基复合材料失效机制
7.3.3颗粒增强铝基复合材料的应用
7.4 三维连续相增强铝基复合材料
7.4.1 双连续Al/陶瓷复合材料的特点
7.4.2 Al/SiC双连续相复合材料
参考文献
第8章 钛基复合材料
8.1概述
8.2钛基复合材料的分类
8.3钛合金基体的选择
8.4 增强体的选择
8.5 钛基复合材料的制备方法
8.5.1熔铸法（Ingot Metallurgy，IM）
8.5.2粉末冶金法（Powder Metallurgy，PM）
8.5.3机械合金化法（Mechanical Alloying，MA）
8.5.4自蔓延高温合成法（Self-propagating High-temperature，SHS）
8.6热加工对钛基复合材料的影响
8.6.1 挤压对钛基复合材料的影响
8.6.2 锻造对钛基复合材料的影响
8.6.3 轧制对钛基复合材料的影响
8.7 石墨烯增强钛基复合材料
8.7.1 石墨烯增强钛基复合材料的制备工艺
8.7.2 石墨烯增强钛基复合材料微观组织
8.7.3 石墨烯增强钛基复合材料力学性能
8.7.4 石墨烯增强钛基复合材料界面结构
8.7.5 石墨烯增强钛基复合材料强化机理
参考文献
第9章 非晶合金复合材料
9.1 概述
9.1.1 非晶合金的定义、性能和应用
9.1.1.1 非晶合金的定义
9.1.1.2 非晶合金的性能
9.1.1.3 非晶合金的应用
9.1.2 非晶合金复合材料的设计和分类
9.1.2.1 非晶合金复合材料的设计思路
9.1.2.2 非晶合金复合材料的分类
9.2 原位内生晶体相增强非晶合金复合材料
9.2.1非相变增强非晶合金复合材料
9.2.1.1 纳米晶或微米晶颗粒/非晶合金复合材料
9.2.1.2 枝晶相/非晶合金复合材料
9.2.2 相变增强非晶合金复合材料
9.3 颗粒增强非晶合金复合材料
9.3.1 陶瓷颗粒/非晶合金复合材料
9.3.2 金属颗粒/非晶合金复合材料
9.4 丝束增强非晶合金复合材料
9.4.1 钨丝/锆基非晶合金复合材料
9.4.1.1 界面控制
9.4.1.2 钨丝直径对复合材料力学性能的影响
9.4.1.3 钨丝体积分数对复合材料力学性能的影响
9.4.1.4 温度对复合材料力学性能的影响
9.4.1.5 加载方向对复合材料力学性能的影响
9.4.2 碳纤维/非晶合金复合材料
9.5 骨架增强非晶合金复合材料
9.5.1 多孔钨/锆基非晶合金复合材料
9.5.1.1 界面控制
9.5.1.2 组织结构
9.5.1.3 热残余应力
9.5.1.4 钨相体积分数对复合材料力学性能的影响
9.5.1.5 温度对复合材料力学性能的影响
9.5.1.6 应变率对复合材料力学性能的影响
9.5.2 多孔钛/镁基非晶合金复合材料
9.5.2.1 界面控制
9.5.2.2 孔隙率对复合材料力学性能的影响
9.5.2.3 增强方式对复合材料力学性能的影响
9.5.3多孔碳化硅/锆钛基非晶合金复合材料
9.5.3.1 界面控制
9.5.3.2 组织结构
9.5.3.3 孔隙率对复合材料力学性能的影响
9.5.3.4 应变率对复合材料力学性能的影响
9.5.3.5 硬度
参考文献
第10章 高熵合金复合材料
10.1 高熵合金的特点和性能
10.1.1高熵合金的特点
10.1.2高熵合金的性能
10.2 双相结构高熵合金
10.2.1合金成分优化
10.2.2冷却速率对高熵合金显微组织的影响
10.2.3双相高熵合金的组织调控
10.2.3.1冷变形及热处理工艺优化
10.2.3.2热变形及热处理工艺优化
10.3 非晶-高熵合金复合材料
10.3.1 Al基非晶-高熵合金复合材料的制备
10.3.2烧结过程
10.3.3力学行为
10.4 钨-高熵复合材料
10.4.1 钨-高熵合金的润湿性能
10.4.2 钨-高熵合金的组织和力学性能
参考文献
第11章 金属材料的构型复合化
11.1 分级复合构型
11.1.1分级复合
11.1.2多芯复合
11.2叠层复合结构-肖遥
11.2.1铺层结构
11.2.2环形结构
11.2.3层合板结构
11.3 网状结构金属基复合材料
11.3.1设计与制备
11.3.2变形与成形
11.3.3热处理改性
11.4 仿生构型金属基复合材料-肖乾
11.4.1梯度构型金属基复合材料
11.4.2贝壳珍珠层构型金属基复合材料
参考文献
书单推荐
