资源介绍
全书聚焦先进轧制技术在金属复合材料制备中的应用，系统梳理了热轧制、冷轧制、低温轧制等工艺的原理、流程及成果，为高性能金属复合材料的研发与工业化应用提供了理论支撑与实践参考。
二、核心内容框架
本书共 6 章，以 “轧制技术分类 - 材料制备 - 性能调控 - 应用展望” 为逻辑主线，重点阐述不同轧制工艺下金属层合材料与颗粒增强铝基复合材料的制备过程：
（一）金属复合材料制备概述
开篇介绍金属复合材料的发展背景 —— 随着科技进步，单一金属材料难以满足工业对低密度、高强度、高耐磨性等多性能需求，金属层合材料应运而生。书中将金属复合材料制备技术按基体金属物态分为液 - 液结合、固 - 液结合、固 - 固结合三类，其中固 - 固结合因工艺可控性强，在工业中应用最广，而轧制结合技术凭借污染少、生产稳定、效率高等优势，成为固 - 固结合的核心技术之一。
（二）热轧制结合技术制备金属层合材料
热轧制技术始于 20 世纪 40 年代，适用于厚板制备，需将基体金属预热至特定温度以降低轧制力，但温度控制难度大 —— 温度过低会导致变形阻力大、原子扩散不足；过高则易形成厚金属间化合物（IMC）层甚至界面裂纹。
界面结合行为影响因素：通过热机械模拟实验，分析加热温度、压下率、变形道次、应变速率、保温时间对界面结合的影响。例如，加热温度从 1173K 升至 1473K 时，界面残余孔洞数量显著减少，界面结合质量逐步提升；压下率达 40% 时，界面孔洞基本消失，50% 时界面组织与基体趋于一致。
典型材料制备案例：以 Cu/Al 层合材料为研究对象，引入薄 SUS304 中间层，通过热轧制制备 Cu/Al/Cu 层合板。结果表明，SUS304 中间层可抑制 Cu/Al IMC 形成、增强界面机械咬合与剪切变形，当轧制压下率为 70% 时，含 SUS304 中间层的层合板剥离强度峰值达 15.5N/mm，是无中间层样品的 5 倍。
（三）冷轧制结合技术制备金属层合材料
冷轧制在室温下进行，需首道次压下率超 60% 以保证结合质量，可通过热处理灵活调控 IMC 厚度，但硬脆基体金属易出现边缘裂纹。
Al/Ti 层合材料：冷轧结合后经退火处理，可形成 “粗晶 Al - 超细晶 Ti-TiAl₃颗粒” 的三峰结构。退火 24h 时，层合材料屈服强度最高且延展性良好，异常高的位错密度（达 7.5×10¹⁴m⁻²）是其性能提升的关键。
Cu/Ti 层合材料：冷轧过程中，硬 Ti 箔在软 Cu 基体中断裂并分散，形成凹形界面。Ti 层厚度影响变形模式，当 Ti 层厚度为 25μm 时，界面由凸变凹，Cu 层晶粒因剪切摩擦变形显著细化。
Cu/Al 层合材料：通过 “粉末套管法” 制备 Cu/Al/Cu 层合板，450℃为最佳中间退火温度，此时层合板拉伸强度达 286MPa、伸长率 9.4%，界面 IMC 层厚度适中，实现强度与塑性的平衡。
（四）低温轧制技术制备金属层合材料
低温轧制（通常在液氮温度附近）是新兴工艺，可显著提升复合材料界面结合质量与整体性能，抑制动态回复、积累高位错密度，还能避免边缘裂纹。
Al/Ti/Al 层合材料：低温轧制可消除边缘裂纹，与冷轧相比，抗拉强度提升 36.7%（达 205MPa），界面晶粒更细，残余孔洞更少，界面结合机制从 “机械咬合 - 晶粒生长” 转变，低温抑制动态回复，促进晶粒细化与位错积累。
Cu/Al/Cu 层合材料：-100℃低温轧制时，层合材料综合性能最佳，抗拉强度 355MPa、断裂应变 0.096，界面呈锯齿状，IMC 层厚度仅 2.61μm，有效避免脆化。
其他材料：AA1050/AA6061 层合材料经低温轧制 + 时效处理，抗拉强度达 328MPa；Cu/Nb 层合材料低温轧制后，因变形孪晶与平整界面，热稳定性提升，773K 退火后仍保持较高强度与延展性。
（五）低温轧制制备铝基颗粒复合材料
以高熵合金颗粒（HEAp）为增强相，通过低温轧制制备铝基复合材料（AMC），解决传统陶瓷颗粒增强 AMC 延展性差、二次加工难的问题。
AA1050/HEAp 复合材料：低温轧制抑制动态回复，减少微孔洞与断裂，3wt% HEAp 添加时，抗拉强度 195MPa、伸长率 15.2%，分别比冷轧样品高 15.4%、33.3%。
AA2024/HEAp 与 AA5083/HEAp 复合材料：HEAp 可细化基体晶粒、离散分布晶相颗粒，1wt% HEAp 添加时，AA2024 基复合材料经低温轧制 + 时效处理，抗拉强度达 543MPa；AA5083 基复合材料 3wt% HEAp 添加 + 80% 压下率低温轧制，抗拉强度 429MPa，硬度较铸态提升 35%。
（六）高性能金属复合材料未来应用
展望复合材料在航空航天、国防军工领域的应用，如航空零部件、舰船 hull 结构等，强调其在解决能源结构与产业结构问题中的重要意义，同时指出需进一步优化轧制工艺、调控界面反应，以实现更广泛的工业化应用。
三、学术与应用价值
本书基于作者团队大量原创研究，揭示了不同轧制工艺下金属复合材料的界面结合机制、微观结构演化规律与性能调控方法，填补了先进轧制技术在高性能金属复合材料制备领域的系统研究空白。书中提出的 “低温轧制抑制 IMC 形成”“SUS304 中间层增强界面结合” 等技术方案，可直接指导工业生产，为开发轻量化、高强度、高稳定性的金属复合材料提供了关键技术路径，对推动航空航天、新能源汽车等高端制造领域的材料升级具有重要意义。