国家标准计划《颗粒增强铝基复合材料 弹性模量试验方法 动态法》由 TC572（全国碳纤维标准化技术委员会）归口 ，主管部门为国家标准化管理委员会。

主要起草单位 国合通用测试评价认证股份公司 、国标（北京）检验认证有限公司 、有研工程技术研究院有限公司 。

(一) 背景 从20世纪60年代出现金属基复合材料到目前为止研究最多、使用最多的是颗粒增强铝基复合材料，也是金属基复合材料发展的一大热点。

由于其具有优异的力学（高比强度、高比刚度、耐磨、高微屈服强度、耐疲劳）和热物理性能（低热膨胀系数和低密度），经过各国研究者和公司的潜心研究，铝基复合材料已经可以工业生产，应用领域也比较广泛。

首先，作为承力件应用于航空航天领域，包括欧洲直升机公司（Eurocopter）生产的EC-120直升机旋翼的关键结构件、波音777的导流叶片以及三叉戟导弹的惯性导向球。

其次，应用于电子封装领域，电子封装材料是用来机械支持、密封保护和散失电子元器件的热量。

要求封装材料热膨胀系数和半导体或陶瓷基片匹配，并具有低密度和高热导率的优点。

这些难以通过调整铝合金的成分来降低热膨胀，而铝基复合材料，也是颗粒增强铝基复合材料重要的发展方向之一 在国外，颗粒增强铝基复合材料的研宄工作目前已经走向了工程应用开发阶段,其中一部分产品已经实现工业化。

这一突破离不开一些专门生产复合材料公司的贡献，比较有代表性的公司包括英国的AMC和美国的DWA。

在国内，铝基复合材料的研宄工作起步较晚，而且也存在不少问题。

近年来在国家层面的大力支持下，国内颗粒增强铝基复合材料的研宄得到了迅速发展，国内知名的研究机构有：北京有色金属研究总院国家有色金属复合材料工程技术研宄中心、中航工业北京航空材料研究院、中南大学粉末冶金研究所、上海交通大学复合材料国家重点实验室、中科院金属研究所等。

国内研发实力己接近国外先进水平。

但是，颗粒增强铝基复合材料到现在还没有广泛的应用开来，制约其广泛应用的一个重要原因是弹性模量不能符合应用的要求，作为结构材料，一般要求弹性模量要达到 80GPa，有些要求还要更高，而目前来看，这种材料的弹性模量低于这个数值。

另一原因是铝基复合材料为新型的材料，相关的标准不完善，测试弹性模量方法规范不统一，产品性能得不到正确地评价，影响了产品研发和推广。

（二）目的意义 1、填补复合材料关键性能测试的空白，实现标准的规范化统一化 弹性模量是用于材料设计和结构设计必不可少的基本参数。

测量多组分复合材料的弹性模量比测量单一组分铝合金的弹性模量要困难得多。

主要是因为复合材料的基体应力状态十分不均匀，增强体与基体存在显著差异，微塑性引起应力应变曲线过早偏离线弹性，导致在使用常规拉伸试验方法测量弹性模量时出现较大的测量误差（±5GPa）。

还有许多复合材料弹性模量的预测公式，但预测值与实验结果的偏差较大。

目前国内外没有规范化的铝基复合材料弹性模量的测试方法，常采用金属材料测试手段，即静态法（静态拉伸法），用应力-应变起始阶段的斜率来确定复合材料弹性模量值，方法简单，但由于低应变时比例区域的限制和线性化的困难，可能造成较大的测量误差，已经不适用于复合材料的测试。

亟需起草标准来明确测试条件，本标准即是采用动态法测试弹性模量，它更能准确地反映材料在微小形变时的物理性能，测得的数值精确稳定，还适用于脆性材料，测定的温度范围更宽，可在室温~1 000℃或更宽的温度范围内变化。

2、突破国外技术垄断，掌握在国际上的话语权 制定《颗粒增强铝基复合材料 弹性模量试验方法 动态法》国家标准迫在眉睫。

通过起草制定该标准，不仅能促进行业测试技术的更新和发展，还带动了相关领域产品质量的提升和技术进步，拓展铝基复合材料在我国高端制造领域的应用，发挥标准对行业发展的引领作用；而且能够及时把握当前我国供给侧结构改革的战略机遇期，贯彻落实“十三五规划”和《中国制造2025》的总体要求，提高质量稳定性，降低生产成本。

核心内容及创新点 1、首次提出了采用动态法测试铝基复合材料的弹性模量： 本标准提出了测试试验原理、步骤、仪器设备、试样尺寸及结果报告等。 2、首次提出了弹性模量测试过程及确定方法 针对弹性模量测试，提出了测试步骤，并对测试数据有效性提出了判断方法。 本标准的动态测试方法主要适用于铝基复合材料，也可扩展到其它金属基复合材料的测试中，测试结果通过模拟计算后，还可用于精确设计材料的成分、性能。