金属基陶瓷复合材料制备技术研究发展与应用
金属基复合材料发展和应用前景
金属基复合材料的发展现状与应用前景金属基复合材料( M MCs) 问世至今已有30 余年。
M MCs 的耐温性较高, 力学性能( 特别是刚度) 比一般金属的好, 此外它还具有导电性以及在高真空条件下不释放小分子的特点, 克服了树脂基复合材料在航宇领域中使用时存在的缺点, 因此受到航空航天部门的青睐。
然而, 尽管MM Cs 在航天飞机以及其他一些尖端技术中已经获得应用, 但用量很小, 不足以推动其发展。
近年来虽然努力在民用领域寻找机遇, 但终因成本偏高而缺乏与金属等其他传统材料竞争的优势。
因此发展MM Cs 的出路在于寻找降低成本的措施, 同时也要探索能充分发挥其特色的应用领域。
鉴于复合材料的成型工艺占其成本的60% ~ 70% , 所以研究发展高效、省时、低能耗、设备简单、能实现近似无余量成型的工艺方法是当务之急。
1、金属基复合材料制备技术1.1各种制备方法简评MMCs 通常按增强体的形式分类, 如连续纤维增强、短纤维或晶须增强、颗粒增强以及片层叠合等。
由于连续纤维增强的MM Cs 必须先制成复合丝或复合片等先驱体, 工艺复杂而成本高, 因此除了极少量有特殊要求的零件(如航天飞机的结构梁)采用外,目前尚看不到有扩大应用的可能性。
本文着重叙述的是颗粒、短纤维或晶须等非连续增强体的MM Cs, 其中, 颗粒增强的M MCs 已具备批量生产条件, 有良好的发展前景。
迄今, 已开发出不少非连续增强体MMCs的制备方法,见表1在表 1 列出的各种制备方法中, 搅拌混合法和挤压铸造法比较成熟,已具备批量生产的条件。
对搅拌混合法工艺已完成了大量研究工作,其中包括对增强体进行表面处理,以改善其与基体金属的浸润性;调整基体合金元素以减轻界面反应对MMCs性能的影响;在设备方面则改进了搅拌桨的形式以改善增强体分布的均匀性,此外,研究了增强体的加入机构,为降低气孔率还制作了施加负压的装置;在工艺条件上则研究了搅拌速度和金属熔体温度对混合均匀度和产生气泡的影响。
陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法及研究进展
陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法及研究进展陶瓷颗粒增强金属基复合材料是一类具有优良性能的新型材料，它不仅具有金属材料的优良导热性和导电性，还具有陶瓷材料的高硬度、耐磨性和耐腐蚀性，因此在航空航天、汽车、机械制造等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在探讨陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法及研究进展，为该类材料的进一步研究和应用提供参考。
1. 粉末冶金法粉末冶金法是制备陶瓷颗粒增强金属基复合材料的常用方法之一。
选取合适的金属基体粉末和陶瓷颗粒进行混合，并添加适量的增强剂和成型剂进行混合压制，然后通过烧结、热压等工艺最终制备成复合材料。
粉末冶金法可以制备出具有较高密度和良好界面结合的复合材料，但制备工艺复杂、成本较高。
2. 溶液浸渗法溶液浸渗法是一种在金属基体表面形成陶瓷涂层的方法，通过浸渗、烧结等工艺将陶瓷颗粒固定在金属基体表面，形成陶瓷颗粒增强的金属基复合材料。
这种方法制备的复合材料具有优良的耐磨性和耐腐蚀性，但陶瓷颗粒与金属基体的结合强度较低。
1. 界面改性技术界面是陶瓷颗粒增强金属基复合材料中的关键问题，在材料的性能和稳定性方面起着至关重要的作用。
近年来，界面改性技术成为了该领域的研究热点之一，主要包括化学镀法、溶液法、电沉积法等，通过在界面上形成一层化学反应层或添加一层助熔金属来改善陶瓷颗粒与金属基体之间的结合强度，从而提高复合材料的性能。
2. 热处理工艺热处理工艺是影响陶瓷颗粒增强金属基复合材料性能的重要因素之一。
通过热处理工艺可以调控材料的组织结构和晶粒尺寸，进而影响材料的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性能。
研究表明，适当的热处理工艺可以明显提高复合材料的性能，成为目前研究的重点之一。
3. 新型复合材料随着纳米科技的发展，纳米陶瓷颗粒增强金属基复合材料成为了当前研究的热点之一。
纳米材料具有尺寸效应、表面效应和量子效应等特点，可以显著改善复合材料的力学性能和耐磨性能，因此备受关注。
除了纳米材料，纤维增强复合材料、层状复合材料等新型复合材料也在不断涌现，为陶瓷颗粒增强金属基复合材料的研究和应用带来了新的发展机遇。
金属陶瓷材料的制备及性能研究
金属陶瓷材料的制备及性能研究随着科学技术的不断发展，金属陶瓷材料越来越受到人们的关注。
金属陶瓷材料是指由金属和非金属陶瓷组成的复合材料。
在金属陶瓷材料的制备及性能研究方面，近年来取得了很多进展。
一、金属陶瓷材料的制备金属陶瓷材料的制备方法有多种，常见的有电化学还原法、高能球磨法和等离子喷涂法等。
1.电化学还原法该方法是把金属离子和陶瓷离子混在一起，通过再生电极还原得到金属陶瓷复合材料。
这种方法的优点是可以调整材料的成分和微观结构，制备出高强度、高硬度的材料。
2.高能球磨法该方法是利用高能球磨机制备金属陶瓷材料。
通过高速旋转的球磨机让金属颗粒与陶瓷颗粒碰撞，从而实现混合和合成。
该方法的优点是可以控制材料的组成和微观结构，同时还能制备出粉体和纳米材料。
3.等离子喷涂法该方法是将金属和陶瓷喷涂在基材上，然后进行烧结。
该方法的优点是可以制备出大规模、高性能的金属陶瓷材料，同时还可以在材料表面形成一层密实和坚硬的涂层。
二、金属陶瓷材料的性能研究金属陶瓷材料具有许多独特的性能，比如高强度、高硬度、高耐蚀性和高温稳定性等。
在金属陶瓷材料的性能研究方面，目前主要集中在以下几个方面：1.力学性能金属陶瓷不仅具有优异的力学性能，而且还能在高温和高压等恶劣环境下保持稳定。
目前，通过力学测试可以评估金属陶瓷材料的强度、硬度、断裂韧性和抗疲劳性等性能。
2.耐腐蚀性能金属陶瓷材料具有优异的耐腐蚀性能，这使它在化工、航空和海洋等领域有着广泛的应用前景。
目前，通过模拟实验和电化学测试等方法可以评估金属陶瓷材料的耐腐蚀性能。
3.热性能金属陶瓷材料具有优异的热性能，能够在高温高压环境下保持结构稳定和性能不变。
目前，通过热重分析和热膨胀等测试方法可以评估金属陶瓷材料的热性能。
总之，金属陶瓷材料在现代工业中具有广泛的应用前景，其制备及性能研究已经成为了一个热门的研究领域。
未来，随着技术的不断发展，金属陶瓷材料将会在更多领域发挥着重要的作用。
金属基复合材料的发展趋势
金属基复合材料的发展趋势金属基复合材料是一种将金属基体与其他增强材料（如纤维、颗粒等）组合在一起制成的新型材料。
它具有金属材料的优良性能，如高强度、高刚度、耐磨性等，并且能够通过引入增强材料来改善其综合性能。
随着工业技术的发展和应用的不断扩大，金属基复合材料的发展趋势主要表现在以下几个方面：1. 材料的多元化发展：金属基复合材料不仅可以使用不同种类的金属作为基体材料，还可以结合多种不同类型的增强材料，如纤维、颗粒等。
随着技术的进步，人们对于材料的性能要求越来越高，因此金属基复合材料的开发可望得到更大的关注和广泛的应用。
未来，金属基复合材料将进一步向高性能、高温、高强度等方向发展。
2. 制备工艺的改进：金属基复合材料的制备工艺对其性能起着重要的影响。
未来，人们将继续改进金属基复合材料的制备工艺，以提高材料的可塑性、成型性和耐高温性能。
例如，采用先进的热处理工艺、粉末冶金、熔融铸造等方法将有助于制备出更加优质的金属基复合材料。
3. 结构设计的优化：金属基复合材料的性能不仅与材料本身的性能有关，还与其结构设计密切相关。
通过合理的结构设计，可以优化材料的机械性能、热性能和耐腐蚀性能。
未来，人们将通过模拟分析和先进的设计方法，针对不同应用领域开发出更加优化的金属基复合材料结构。
4. 新型增强材料的研究：金属基复合材料在增强材料的选择上有很大的灵活性。
未来，人们将继续寻找新型的增强材料，并研究其与金属基体的相容性和增强效果。
例如，纳米材料、陶瓷颗粒等新型增强材料的引入，将进一步提高金属基复合材料的性能。
5. 应用领域的扩大：金属基复合材料由于其优异的性能，在航空航天、汽车制造、机械制造等领域得到了广泛应用。
未来，随着技术的发展和应用需求的不断增加，金属基复合材料将在更多领域得到应用。
尤其是在新能源、环保、生物医学等领域，金属基复合材料的应用前景将更加广阔。
总之，随着工业技术的不断发展，金属基复合材料将继续取得重大进展。
金属基复合材料的现状与发展趋势
金属基复合材料的现状与发展趋势金属基复合材料是指将金属作为基体材料，与其他非金属材料（如陶瓷、复合材料纤维等）进行复合制备的材料。
目前，金属基复合材料在诸多领域中得到了广泛的应用，包括航空航天、汽车、电子、建筑等。
金属基复合材料的现状主要体现在以下几个方面：1. 材料种类丰富：金属基复合材料的种类非常多样，包括金属基陶瓷复合材料、金属基纤维复合材料、金属基聚合物复合材料等。
不同种类的金属基复合材料具有不同的特性和应用领域。
2. 性能优良：金属基复合材料具有金属和非金属材料的优势，综合性能较好。
例如，金属基纤维复合材料具有较高的强度和刚度，金属基陶瓷复合材料具有较高的耐磨性和耐高温性能。
3. 制备技术成熟：金属基复合材料的制备技术已经较为成熟，包括热压、热等静压、粉末冶金、特殊金属/陶瓷涂覆等多种制备方法。
这些方法能够制备出具有均匀组织结构和良好性能的金属基复合材料。
未来，金属基复合材料的发展趋势主要包括以下几点：1. 变革材料设计：研究人员将继续探索金属基复合材料的设计、制备和性能调控方法，以实现更好的性能和应用。
例如，通过优化复合材料的界面结构和增加金属间化合物相的形成，进一步提高复合材料的力学性能和耐磨性能。
2. 发展新型金属基复合材料：随着科学技术的不断进步，新型金属基复合材料将不断涌现。
例如，碳纳米管增强金属基复合材料、石墨烯增强金属基复合材料等具有很高研究和应用价值。
3. 应用拓展：金属基复合材料在航空航天、汽车、电子等领域的应用将进一步拓展。
例如，开发具有轻质、高强度和高温耐受性能的复合材料，可用于制造飞机、汽车零件、电子器件等。
金属基复合材料具有广阔的应用前景，并且随着技术的发展和研究的深入，其性能和应用将得到进一步提高和扩展。
金属陶瓷材料的制备及其应用
金属陶瓷材料的制备及其应用一、引言金属陶瓷材料作为一类新型复合材料，其独特的结构和性能使其在多个领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍金属陶瓷材料的制备方法和应用领域，以期为其研究和应用提供一定的参考和启示。
二、金属陶瓷材料的制备方法1.粉末冶金法该方法是以金属和氧化物粉末为原料，在高温下进行反应和烧结制备而成。
其中，金属粉末是填充材料，氧化物粉末是增强材料，通过粉末混合、压制、烧结等工艺步骤进行制备。
这种方法的优点是可以控制材料的组成和结构，缺点是制备成本较高。
2.溶胶–凝胶法该方法是将金属含有的化合物和有机物等混合在一起，形成凝胶体系，在高温下进行焙烧和烧结，制备出金属陶瓷材料。
该方法制备的金属陶瓷材料具有高的密度和均匀的组织结构，但制备时间较长。
3.化学镀法该方法是将合成的金属溶液浸入陶瓷基体中，使用化学反应在基体表面沉积金属层。
该方法制备的金属陶瓷材料组织均匀，但是粘附力较差，易剥离；同时制备工艺复杂。
4.超临界流体法该方法是在超临界状态下，将金属和陶瓷原料导入反应器中，制备出金属陶瓷材料。
该方法制备时间短，但制备设备和操作难度较大。
三、金属陶瓷材料的应用领域1.航空航天领域金属陶瓷材料由于其优异的力学性能和高温抗氧化性能，在航空航天领域得到广泛应用。
比如，用于航空发动机的涡轮叶片、加力燃烧室件等高温零部件。
2.汽车工业领域金属陶瓷材料的高强度和高耐磨性能，使其成为汽车发动机部件的理想材料。
比如，在汽车缸套内涂覆金属陶瓷涂层，可以提高缸套的耐磨性和降低摩擦系数。
3.医疗应用领域金属陶瓷材料具有生物相容性良好的特点，可以用于人工骨头、牙齿和骨骼修复等医疗领域。
比如，人工髋关节、人工牙齿等。
4.电子信息领域金属陶瓷材料具有良好的导电性能和电磁屏蔽性能，广泛应用于电子信息领域。
比如，核心材料、电子元器件的制造等。
四、结论金属陶瓷材料作为一类具有广泛发展前景的新型复合材料，其制备方法和应用领域十分多样化。
陶瓷基复合材料的研究现状与发展前景
陶瓷基复合材料的研究现状与发展前景目前，陶瓷基复合材料的研究主要集中在以下几个方面：1.多相复合材料的设计与制备：陶瓷基复合材料通常由陶瓷基质和强化相组成，通过调控两者之间的相互作用，可以实现材料性能的优化。
目前，研究者们通过改变不同相的比例、尺寸和形态，以及引入适量的界面相来实现复合材料的设计。
此外，也有学者通过设计多层结构、梯度结构和纳米结构等方法来增加材料的界面面积和界面结合强度，从而提高材料的力学性能和耐磨性能。
2.陶瓷基复合材料的性能改善：陶瓷基复合材料的一个主要目标是提高其力学性能和耐磨性能。
为此，研究者在陶瓷基复合材料中引入了各种强化相，如碳化硅、碳化硼、氮化硅等，以提高材料的硬度和强度。
此外，还有学者通过控制复合材料的纤维方向、制备多孔材料等方法，来改善材料的韧性和抗撞击性能。
同时，还有部分研究者在陶瓷基复合材料中引入纳米颗粒、纳米管道和纳米纤维等，以提高材料的导电性、导热性和光学性能。
3.陶瓷基复合材料的制备技术：陶瓷基复合材料的制备通常包括两个步骤，即原料的混合和制备过程的选择。
在混合过程中，常用的方法包括干法混合、湿法混合和机械合金化等。
而在制备过程的选择上，常用的方法包括烧结、热压、热等静压、溶胶凝胶法、化学气相沉积等。
在制备技术方面，人们的研究重点主要集中在提高材料的致密性、结晶度和尺寸的控制等方面。
陶瓷基复合材料在各个领域中都有广泛的应用前景。
例如，在航空航天领域，陶瓷基复合材料可以用于制造高温结构件、涡轮叶片和发动机喷嘴等部件，以提高其耐高温和高应力环境下的性能。
在电子设备领域，陶瓷基复合材料可以用于制造封装材料、电阻器和散热器等器件，以提高其耐高温和导热性能。
在汽车制造领域，陶瓷基复合材料可以用于制造发动机和刹车系统等重要零部件，以提高其耐磨和耐蚀性能。
综上所述，陶瓷基复合材料是一种性能优异、应用前景广阔的材料。
通过不断地改进材料的设计和制备技术，陶瓷基复合材料有望在各个领域中得到更广泛的应用。
陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备与性能研究
陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备与性能研究引言：随着科学技术的进步，材料科学领域也取得了显著的进展。
陶瓷颗粒增强金属基复合材料成为了研究的热点之一。
本文将探讨该复合材料的制备方法和性能研究。
一、制备方法：陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法多种多样。
其中一个常用的方法是粉末冶金法。
首先，通过球磨法将金属粉末与陶瓷颗粒混合均匀。
然后，将混合物注入模具，并在高温条件下进行压制和烧结，以形成复合材料。
此方法简单易行，能够实现高度的材料均匀性。
另一种制备方法是熔融法。
这种方法是将金属熔体中加入陶瓷颗粒，然后冷却凝固成型。
这种方法适用于制备大面积的复合材料，并能够获得高强度和耐磨性的材料。
除了以上两种方法，还有一些其他的制备方法，如电沉积法、化学气相沉积法等。
这些方法各有优劣，根据不同的需求选择合适的方法进行制备。
二、性能研究：陶瓷颗粒增强金属基复合材料的性能研究主要包括力学性能、热性能和耐腐蚀性能。
力学性能是衡量材料强度和韧性的重要指标。
通过在材料上施加不同的载荷，可以测试和分析其力学性能。
研究表明，在陶瓷颗粒的添加下，复合材料的强度和刚度都得到了显著提升。
这是因为陶瓷颗粒能够有效地抵抗塑性变形和裂纹扩展，从而增强了材料的力学性能。
热性能是衡量材料在高温环境下的稳定性和性能的指标。
复合材料在高温下的性能一直是研究的重点之一。
陶瓷颗粒的添加可以提高复合材料的耐高温能力，从而使其在高温环境下具有更好的性能。
此外，复合材料的导热性能也得到了较大的提升。
耐腐蚀性能是材料在极端环境下耐受腐蚀介质的能力。
陶瓷颗粒增强金属基复合材料通常具有较高的耐腐蚀性能。
这是因为陶瓷颗粒能够有效地防止腐蚀介质的侵蚀，并提高材料的表面硬度。
结论：陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备与性能研究具有重要的理论和实践意义。
通过选择合适的制备方法和对性能的研究，可以获得具有优异性能的材料，满足不同领域的需求。
随着科技的进步，我们可以预计，陶瓷颗粒增强金属基复合材料将在更广泛的领域得到应用。
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·8· 材料导报网刊 2009年12月第4卷第4期*973计划前期研究专项(2008CB617613)付鹏：男，1981年生，硕士生，从事复合材料研究金属基陶瓷复合材料制备技术研究进展与应用*付 鹏，郝旭暖，高亚红，谷玉丹，陈焕铭（宁夏大学物理电气信息工程学院，银川 750021）摘要 综述了国内外在金属基陶瓷复合材料制备技术方面的最新研究进展与应用现状，展望了国内金属基陶瓷复合材料的未来发展。
关键词 金属基陶瓷复合材料 制备技术 应用Development and Future Applications of Metal Matrix CompositesFabrication TechniqueFU Peng , HAO Xunuan, GAO Yahong, GU Y udan, CHEN Huanming(School of Physics & Electrical Information Engineering, Ningxia University, Yinchuan 750021)Abstract Recent development and future applications of metal matrix composites fabrication technique are reviewed and some prospects of the development in metal matrix composites at home are put forward.Key words metal-based ceramic composites, fabrication technique, applications0 引言现代高技术的发展对材料性能的要求日益提高，单一材料已很难满足对性能的综合要求，材料的复合化是材料发展的必然趋势之一。
陶瓷的高强度、高硬度、高弹性模量以及热化学性稳定等优异性能是其主要特点，但陶瓷所固有的脆性限制着其应用范围及使用可靠性[1—3]。
因此，改善陶瓷的室温韧性与断裂韧性，提高其在实际应用中的可靠性一直是现代陶瓷研究的热点。
与陶瓷基复合材料相比，通常金属基复合材料兼有陶瓷的高强度、耐高温、抗氧化特性，又具有金属的塑性和抗冲击性能，应用范围更广，诸如摩擦磨损类材料、航空航天结构件、耐高温结构件、汽车构件、抗弹防护材料等。
1 金属基陶瓷复合材料的制备金属基陶瓷复合材料是20世纪60年代末发展起来的，目前金属基陶瓷复合材料按增强体的形式可分为非连续体增强（如颗粒增强、短纤维与晶须增强）、连续纤维增强(如石墨纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维等)[4—6]。
实际制备过程中除了要考虑基体金属与增强体陶瓷之间的物性参数匹配之外，液态金属与陶瓷间的浸润性能则往往限制了金属基陶瓷复合材料的品种。
目前，金属基陶瓷复合材料的制备方法主要有以下几种。
1.1 粉末冶金法粉末冶金法制备金属基陶瓷复合材料即把陶瓷增强体粉末与金属粉末充分混合均匀后进行冷压烧结、热压烧结或者热等静压，对于一些易于氧化的金属，烧结时通入惰性保护气体进行气氛烧结。
颗粒增强、短纤维及晶须增强的金属基陶瓷复合材料通常采用此种方法，其主要优点是可以通过控制粉末颗粒的尺寸来实现相应的力学性能，而且，粉末冶金法制造机械零件是一种净终成型工艺，可以大量减少机加工量，节约原材料，但粉末冶金法的生产成本并不比熔炼法低[7]。
1.2 熔体搅拌法熔体搅拌法是将制备好的陶瓷增强体颗粒或晶须逐步混合入机械或电磁搅拌的液态或半固态金属熔体中冷却形成坯锭的过程，制备过程对设备的要求较低，生产制备工艺相对简单。
由于伴随搅拌过程，材料中容易形成气孔和夹杂而影响产品的质量，同时基体和增强体之间的密度差往往造成增强体分布不均匀的现象。
熔体搅拌法制备的工件通常需要进一步的热处理和二次机加工来达到使用性能的要求[8]。
1.3 金属陶瓷共沉积法在喷射沉积制备金属材料的基础上发展的金属陶瓷共沉积法是将液态金属通过氩气等惰性气体雾化成金属液滴，金属液滴在喷射途中与增强体陶瓷颗粒碰撞会合，共同沉积于水冷衬底上复合形成金属基陶瓷复合材料。
由于金属液滴尺寸小，凝固冷却速率快，无宏观偏析等快速凝固材料的优越特性，抑制了界面的高温反应，材料微观组织均匀性高，但金属陶瓷共沉积法工艺优化条件复杂，容易出现不够密实的组织疏松等冶金缺陷[9,10]。
1.4 叠层复合法叠层式金属基复合材料是先将不同金属板用扩散方法结合，然后用离子溅射或分子束外延将金属层/陶瓷层叠合成复合材料。
这种复合材料性能好，已经少量应用于航空航天及军用设备上，如航天飞机中部的货舱桁架、卫星上的天线结构件、波导管、运输机货舱地板等，但叠层复合法工艺复杂，材料有明显的各向异性[11—13]。
金属基陶瓷复合材料制备技术研究进展与应用/付鹏等·9·1.5 浸渗法浸渗法分为压力浸渗和无压浸渗，首先需要把增强体做成多孔预制件，然后在压力或无压条件下将液态金属渗入多孔预制件。
对于液态金属与陶瓷浸润性能差的复合体系采用压力浸渗法将液态金属压入多孔预制件，对于浸润性能好、预制件孔径小的复合体系可利用熔体的毛细力无压浸渗。
无论是压力浸渗还是无压浸渗，多孔预制件的互连通性对复合材料的密实度及力学性能等有重要影响，另外，为消除气体对材料性能的影响，发展了真空热压与真空无压浸渗[14—17]。
2 金属基陶瓷复合材料的应用近十多年来，工业发达国家都制定了全国性的研究计划来大力发展金属基复合材料，其长远目标是发展一种使用温度和力学性能介于Ni基高温合金和高温陶瓷材料之间的高温结构材料，使其使用温度更高而高温力学性能特别是强韧性更好。
金属基陶瓷复合材料是实施这一目标的一个重要方面。
迄今为止，金属基陶瓷复合材料的加工工艺尚不够完善，还没有形成大规模批量生产，受到的主要制约因素是加工难度高、加工时间长等。
目前最大的应用出路是在汽车工业方面，如氧化铝增强铝合金制成镶圈以代替含镍奥氏体铸铁镶圈，不仅耐磨性相当，还可以减轻质量、简化工艺和降低成本。
另外，发动机缸套、连杆、连杆销、刹车盘等也在试用金属基陶瓷复合材料制造。
其他方面如运动器材、自行车车架、各种型材以及装甲车履带、轻质防弹装甲等也有报道，但用量较少[18]。
由于其制造成本高，工艺复杂，使之与金属材料相比出现价格高、稳定性差等问题，阻碍其应用进程。
通过深入研究组织结构与性能的关系，适度控制界面反应，探索新的复合工艺方法等提高生产效率和改善制品质量是进一步扩大金属基陶瓷复合材料应用的关键。
近年来发展了一种以多孔陶瓷作为预制体，利用无压浸渍工艺制备具有金属/陶瓷网络互穿结构的金属基复合材料的工艺路线，从而找到了一个有可能突破应用困难的缺口[19,20]。
3 金属基陶瓷复合材料的研究热点3.1 金属基陶瓷复合材料的界面结构金属基陶瓷复合材料的界面结构对复合材料性能的影响极大，多数金属基复合材料是以界面反应的形式相结合，但是界面反应的程度受工艺方法及温度参数的控制，所以制备的界面微区结构非常复杂。
界面结构一方面起到传递应力的作用，另一方面使裂纹偏转和吸收能量[21]，因此通过控制工艺方法和优化制备过程获得最佳界面结合状态是金属基陶瓷复合材料界面结构研究的重要内容之一。
而且，对于界面精细结构的测定和表征，比较清楚地了解界面结构与力学性能间的关系，以及对界面进行预处理来改善界面润湿性和控制界面反应产物等方面的工作对于提高金属基陶瓷复合材料的综合力学性能也至关重要。
近几年来，发展的增强体和增韧体在三维空间网络互穿分布的复合材料复合方法具有显著的特点，如这种复合材料可以容纳更高体积分数的陶瓷相，从而有利于将应力集中迅速分散和传递，抑制基体合金的塑性变形和高温软化，大幅度提高材料的承载能力或抗冲击能力、抗耐磨性等[22—24]。
因此，这种金属/陶瓷网络互穿复合材料由于可以避免传统金属基复合材料存在各向异性的弊端，其界面结构对损伤容限的影响、界面分布状态与形式对裂纹的桥接作用等也是研究者关注的主要方面。
3.2 连续增强金属基陶瓷复合材料的制备连续增强金属基陶瓷复合材料是指陶瓷增强体具有三维连通骨架结构的复合材料。
从材料相组成的空间拓扑分布形式上看，这种三维网络金属/陶瓷骨架复合材料内部金属/陶瓷在三维空间上呈连续分布的特点，材料性能更高且成本降低，材料失效的危险性大大降低，引起了国内外学者的广泛关注。
这种三维双连续复合材料制备方法[25,26]可分为两大类：（1）化学反应直接合成（原位复合工艺）微结构连接的复合材料；（2）制造孔隙连通的预制体，然后浸渗金属并凝固成型。
其中，原位复合工艺基本上能克服基体与增强体浸润不良、界面反应产生脆性层、增强体分布不均匀等问题，作为一种具有突破性的新工艺方法而受到普遍的重视，包括直接氧化法、自蔓延法、原位共晶生长法等。
这些方法虽各有特点，但具有共性，即复合材料的强度、韧性以及其他力学性能取决于原位生长的增强相本身物理性质和几何尺寸以及显微组织形态和基体相的含量。
研究热点集中在合金的配制、参与反应物质的设计、工艺方法、原位反应机理和过程的研究以及原位复合材料微结构与性能的研究等方面。
值得一提的是近20年来发展非常迅速的自蔓延高温合成材料制备新技术，由于燃烧过程中反应速度快，温度梯度高，造成生成物的晶体点阵具有高密度的缺陷，易于生成多孔的骨架结构，使生成物具有很大的表面积。
这种方法生产周期短、能耗小、工艺简单。
较成熟的多孔陶瓷预制体成型与制备技术主要有海绵预制体挂浆成型、陶瓷泡沫成型、陶瓷粉末烧结、溶胶-凝胶等方法。
近年来发展了微波加热工艺、颗粒堆积工艺、注凝成型工艺、凝胶铸造工艺、模板添隙工艺、冷冻干燥工艺等新的制备技术[20,27—29]。
孔隙尺寸则具有较大的变化范围，从溶胶-凝胶法的几纳米、冷冻干燥工艺的几微米到有机泡沫浸浆法可达到的几毫米。
文献[30]报道了连通结构的Al/Al2O3复合材料，孔隙率约1%，陶瓷体体积分数达75%。
实验结果表明陶瓷预制体中的孔隙形貌为略有变形的颗粒堆积空隙，尺寸在0.08～1μm之间。
这种细观结构导致了在陶瓷/金属界面上生成了大量的界面反应过渡带，所制备的材料断裂韧性达10.5MP a·m1/2，断裂强度达810MPa。
3.3 力学性能多尺度计算与设计金属基陶瓷复合材料的力学行为取决于其微观结构特点，正确认识并计算微结构对宏观力学行为的影响是金属基陶瓷复合材料设计的基础。
该领域的研究人员通过发展微米尺度、纳米尺度和原子尺度的多尺度计算模拟方法[31—35]，定量揭示不同层次结构及其演化对宏观力学行为的影响，为材料设计、力学性能预报、实验工艺制定等提供理论指导。