金属基复合材料的发展与研究现状_李凤平
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。
金属基复合材料 发展现状
金属基复合材料发展现状金属基复合材料是由金属基体和其中添加的一种或多种非金属材料组成的复合材料。
金属基复合材料具有金属的导热性、导电性以及优良的机械性能，同时又具有非金属材料的轻量化、耐腐蚀性、高温性等优点。
目前，金属基复合材料在航空航天、汽车制造、电子电器等领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域，金属基复合材料可以用于制造航空器的结构部件，如飞机机身、翼面板等。
由于金属基复合材料具有高强度、高刚度和低密度的特点，可以有效地减轻飞机的重量，提高飞机的耐久性和燃油效率。
同时，金属基复合材料还具有优良的抗冲击性能和低温性能，能够提供更安全可靠的航行环境。
在汽车制造领域，金属基复合材料可以用于制造汽车的车身和零部件。
由于金属基复合材料具有良好的耐腐蚀性和高温性能，可以在恶劣的环境下保持车身的整体稳定性和外观质量。
同时，金属基复合材料还具有较低的热膨胀系数和良好的热导性能，能够提高发动机的热效率和汽车的运行效率。
在电子电器领域，金属基复合材料可以用于制造电子器件的导热基板和散热器。
由于金属基复合材料具有高导热性和良好的热导性能，能够有效地将电子器件产生的热量迅速地传导到散热器上，保证电子器件的正常工作和长寿命。
同时，金属基复合材料还具有良好的电磁屏蔽性能和机械强度，能够保护电子器件免受外界干扰和振动影响。
尽管金属基复合材料在各个领域得到了广泛的应用，但是其研究和应用还面临一些挑战。
首先，金属基复合材料的制备工艺复杂，需要考虑到金属基体与非金属材料之间的相容性和界面相互作用。
其次，金属基复合材料的成本较高，限制了其在大规模工业生产中的应用。
最后，金属基复合材料的性能和寿命还存在一定的局限性，需要进一步的研究和改进。
总的来说，金属基复合材料作为一种新型的结构材料，具有广阔的发展前景。
随着科学技术的不断进步和人们对材料性能要求的提高，金属基复合材料将会得到更多的研究和应用，并在未来的发展中发挥更重要的作用。
金属基复合材料现状与存在的问题
金属基复合材料现状与存在的问题
金属基复合材料是一种由金属基体和强化相组成的新型材料。
随着科技的发展，金属基复合材料在航空、航天、汽车、电子等领域得到了广泛应用。
然而，金属基复合材料仍存在一些问题：
1. 成本较高。
金属基复合材料制备过程中需要较高的工艺技术和设备，因此成本较高，限制了其在一些领域的应用。
2. 制备工艺复杂。
金属基复合材料的制备过程需要多步骤的加工和处理，且需要高精度的设备和技术，难以实现大规模生产。
3. 与基体材料的匹配性差。
金属基复合材料中强化相和金属基体之间的热膨胀系数不同，容易导致材料的热膨胀性变化，影响其使用效果和寿命。
4. 强化相分散度差。
强化相在金属基复合材料中的分散度对材料的性能有很大影响，但在制备过程中很难实现完美的分散度，导致材料的性能存在差异。
5. 环保性能待提高。
金属基复合材料中常常含有一些有害物质，对环境造成一定污染，需要在制备过程中加强环保意识，减少对环境的影响。
因此，需要进一步研究金属基复合材料的制备工艺和性能优化，以克服存在的问题，推进其在各领域的应用。
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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。
【精品】金属基复合材料的研究现状与进展
课程论文题目：金属基复合材料的研究现状与进展学生姓名学号指导教师余历军院系化工学院专业化工过程机械年级2012级摘要新材料的研究、发展与应用一直是当代高新技术的重要内容之一。
其中复合材料，特别是金属基复合材料在新材料技术领域中占有重要的地位。
金属基复合材料对促进世界各国军用和民用领域的高科技现代化，起到了至关重要的作用，因此倍受人们重视。
本文概述了金属基复合材料的发展历史及研究现状,对金属基复合材料的分类、性能、应用、制备方法、等进行了综述，提出了金属基复合材料研究中存在的问题，探讨了金属基复合材料的发展。
关键词：金属基复合材料；发展现状；应用;前景ABSTRACTTheresearch，developmentandapplicationofnewmaterialshasbeenoneoftheimportantconten tofcontemporaryhigh-tech.Andthecompositematerials,especiallymetalmatr ixcompositesinthefieldofnewmaterialstechnologyoccupieanimportantposit ion。
Metalmatrixcompositeshasplayedavitalroletopromotethecountriesallovert heworldinthefieldofmilitaryandcivilianhigh-techmodernization，soitishighlyappreciated.Inthisarticle,thedevelopmenthistoryandresearchstatusofmetalmatrixcom posites，theclassificationandpropertiesofmetalmatrixcomposites，application,preparationmethodsaresummarized。
金属基复合材料的发展现状及展望.
金属基复合材料的发展现状及展望摘要：介绍了金属基复合材料的研究及应用现状。
就算了金属基复合出来的分类性能特点，并总结了其主要应用。
对于大批量生产的复合材料来讲，轧制方法复合具有比其它方法有更多的适用性和经济性，最后对金属基复合材料(MMC)的发展作出展望。
关键词：金属基复合材料；发展现状；应用；前景前言现代科学的发展和技术的进步，对材料性能提出了更高的要求，往往希望材料具有某些特殊性能的同时，又具备良好的综合性能。
传统的单一材料已经很难满足这种需要。
因此，人们将注意力转向复合材料，复合材料是指由两种或两种以上成分不同，性质不同，有时形状也不同的相容性材料以物理方式合理的进行复合而制成的一种材料。
其以最大限度的发挥各种材料的特长，并赋予单一材料所不具备的优良性能，复合材料的性能还具有可设计性的重要特征[1]。
近年来，金属基复合材料的研究、开发、应用方面己经取得了非凡的发展。
但是国内外关于MMCs的研究都是集中在有色金属基体复合材料的研究，其主要的应用对象为航空航天工业和特殊场合，这类复合材料虽然具有密度低、刚性好等特殊性能，但是一方面它的生产成本高，另一方面它不适用于高温、高速、高载、高磨损的恶劣工作情况，而这样的工作条件下使用的陶瓷基或金属间化合物基复合材料造价昂贵、成本过高，而对以钢铁为基体，以矿山、电力、建材、农机等一般工业为应用目标的复合材料研究比较少。
目前，我国在有色金属基复合材料方面的研究己经接近国际水平，但是在工业生产及应用上存在着巨大的差距，而在黑色金属基复合材料方面的研究和应用都尚处在初步探索阶段，有必要加大对黑色金属基复合材料方面的研究，使金属基复合材料的应用扩大到工业及民用领域，以实现金属基复合材料科学技术的全面发展。
金属基复合材料的分类按基体的类型，金属基复合材料可分为：铝基、镍基、钛基、镁基、铁基等；按增强体的类型，金属基复合材料可分为两大类：长纤维和非长纤维增强的金属基复合材料。
金属基复合材料和3d打印技术的发展现状和发展趋势
金属基复合材料和3d打印技术的发展现状和发展趋势金属基复合材料和3D打印技术是当今工业制造领域的两大热点。
金
属基复合材料是指两种或两种以上的不同金属或非金属材料通过加热、压制、切割等方式结合在一起的新材料。
3D打印技术则是一种通过逐层堆
叠材料来制造三维模型的技术。
随着人们对新材料的需求不断增加，金属基复合材料在航空、航天、
汽车、电子、建筑等工业领域中得到了广泛的应用。
目前，金属基复合材
料的研究重点已经由单一材料的组合转向了多种材料的复合，以实现更具
有针对性的性能需求。
例如，将纳米颗粒加入复合材料中可以提高材料的
强度和硬度，同时保持轻质的特点。
未来，金属基复合材料将更加多样化，应用范围更广。
3D打印技术的发展现状和趋势
3D打印技术由于其成本低、生产效率高、定制化程度高等特点，已
经成为了制造业的重要一环。
目前3D打印技术已经广泛应用于汽车、航空、工业制造等领域，并且在医疗、教育、家庭等领域也日益普及。
未来，随着技术的不断发展，3D打印技术的应用领域将不断拓展，并会越来越
多地应用于生产线上。
综上所述，金属基复合材料和3D打印技术是未来制造业的发展重点。
它们的不断发展和创新，将有助于促进工业制造的升级和进步。
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。
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收稿日期:2003207221作者简介:李凤平(1956-),男,副教授,从事产品造型设计。
金属基复合材料的发展与研究现状李凤平(辽宁工程技术大学机械学院,辽宁阜新 123000)摘要: 本文对金属基复合材料的分类、制造方法进行了综述,阐述了国内外研究现状,提出了在重金属基复合材料的研究中存在的问题,探讨了重金属基复合材料的研究方向。
关键词: 金属基复合材料;制造方法;分类;研究现状;研究方向中图分类号:TB331 文献标识码:A 文章编号:1003-0999(2004)01-0048 近20年来,伴随航空航天工业和宇宙空间技术及民用行业技术的进步,金属基复合材料获得惊人的发展。
在航天、机器人、核反应堆等高技术领域,镁基、铝基、钛基等轻质复合材料起到了支撑作用[1],SiC 晶须增强的铝基复合材料薄板将用于先进战斗机的蒙皮和机尾的加强筋,钨纤维增强高温合金基复合材料可用于飞机发动机部件,石墨/铝、石墨/镁复合材料具有很高的比刚度和抗热变形性,是卫星和宇宙飞行器用的良好的结构材料。
美国航天航空局采用石墨/铝复合材料作为航天飞机中部长20m 的货舱架。
此外,金属基复合材料还可以用于光学与精密仪器,美国把金属基复合材料高性能反光镜用于红外探测系统,航天激光系统及超轻量太空望远镜,通过改变SiC 强化颗粒占铝基合金的比例,能使反光镀层的热膨胀系数与复合材料相同,有助于提高跟踪和命中率。
在民用工业中,复合材料的应用领域十分广阔。
以碳氮化物或金属间化合物颗粒为强化剂的钢基复合材料,能明显提高强度、韧性、耐磨、耐蚀和切削性能。
美国在各类合金钢中用适当工艺加入TiC ,称之为TiC 2铁基复合材料,前苏联称这类复合材料为碳化物钢。
这类材料的特点是重量轻、尺寸稳定、硬度高、摩擦系数小。
根据不同基钢,可使复合材料具有耐蚀、耐磨、耐热性能,也可做成无磁材料。
尤其是工具、模具钢、高温合金、夹具和耐磨件,采用这类复合材料能有效提高寿命和性能,日本和前苏联将用粉末冶金制取得这类材料称为新型硬质合金。
用Al 2O 3或SiC 晶须或纤维强化的复合材料,由于耐高温和高强度,可用于发动机和泵的叶轮,也可加工成模具。
如果工程机械用刮板及铲斗和冶金行业用磨损件由普通耐磨钢改为陶瓷复合材料,则可明显提高材料使用寿命。
在汽车制造行业中,20～60%的零件可以用碳纤维复合材料制造,一般可减重40～80%[1]。
氧化铝增强铝合金已成功地制成镶圈,用于活塞环槽及顶部,以代替含镍奥氏体铸铁,不仅耐磨性相当,而且还可以减轻重量,简化工艺和降低成本。
另外,发动机钢套、连杆、连销、刹车盘等也在使用金属基复合材料制造,如果能打开市场,将会有较大的产量。
其他方面,如运动器材、自行车架、各种型材以及装甲车履带、轻质防弹装甲车等也初步应用复合材料。
1 金属基复合材料的分类金属基复合材料可分为宏观组合型和微观强化型两大类[2]。
宏观组合型指其组分能用肉眼识别和具备两组分性能的材料(如双金属、包履板等);微观强化型指其组分需用显微镜才能分辨的以提高强度为主要目的的材料。
根据复合材料基体可划分为铝基、镁基、钢基、铁基及铝合金基复合材料等。
按增强相形态的不同可划分为颗粒增强金属复合材料、晶须或短纤维增强金属基复合材料及连续纤维增强金属基复合材料。
颗粒增强金属基复合材料是利用颗粒自身的强度,基体起着把颗粒组合在一起的作用,颗粒平均直径在1μm 以上,强化相的容积比(Vf )可达90%[4]。
纤维增强金属基复合材料是利用无机纤维(或晶须)及金属细线等增强金属得到轻而强的材料,纤维直径从3μm 到150μm (晶须直径小于1μm ),纵横比(长度/直径)在102以上。
2 金属基复合材料的制备方法金属基复合材料的复合工艺相对比较复杂和困难。
这是由于金属熔点较高,需要在高温下操作;同时不少金属对增强体表面润湿性很差,甚至不润湿,加上金属在高温下很活泼,易与多种增强体发生反FRP/CM 2004.No.1应。
目前虽然已经研制出不少复合工艺,但各自存在一些问题。
现在较普遍的制造方法可分为扩散粘结法、铸造法及叠层复合法。
本文又可根据增强相的不同把制备方法分别分类。
211 颗粒增强金属基复合材料的制备方法根据制备过程中基体的温度可将制备工艺分为液相工艺、固相工艺和液2固两相工艺[5]。
针对不同工艺可以分出不同的制备方法。
(1)液态金属/陶瓷颗粒搅拌铸造法Surappa和Rohtgi[3]最早采用搅拌法制备PRMMCs,通过机械搅拌在熔体中产生涡流引入颗粒。
还可采用其它方法引入颗粒,如离心铸造法、气流喷射分散法及零动力工艺等。
Loyd DJ[3]采用涡流法制备了SiCp/2L108复合材料,其颗粒分布均匀。
研究结果还显示了对SiC颗粒进行预处理有利于制备PRMMCs。
搅拌工艺取得最重要的突破来自于Skibo和Schuster开发的Duralcan工艺[9]。
这种工艺使用普通的铝合金和未涂覆处理的陶瓷颗粒,采用搅拌法引入增强相,颗粒尺寸可小到10μm,增强相体积分数可达25%。
Duralcan工艺在产业化进程中处于领先地位。
另外,Hydro Aluminum AS公司和Comala公司可制备与Duralcan工艺相媲美的复合材料。
尽管搅拌铸造法的开发取得了令人鼓舞的成果,但是一些问题仍然存在,有待进一步解决,包括搅拌过程的陶瓷颗粒偏聚、颗粒在液体中的分散和界面反应等。
此外体积分数还受到一定的限制。
(2)熔体浸渗法熔体浸渗工艺包括压力浸渗和无压浸渗。
当前是利用惰性气体和机械装置作为压力媒体将金属熔体浸渗进多气孔的陶瓷预制块中,可制备体积分数高达50%的复合材料,随后采用稀释的方法降低体积分数。
这种方法被广泛采用,已用于制造Toyoto 发动机活塞(Al2O3/短纤维/Al合金)。
东南大学的朱光明研制了Al2O3短纤维局部增强铝活塞,成果于1989年获得鉴定。
最新的液相工艺是Primex无压浸渗工艺,在氮气气氛下不需施加任何压力,Al2 Mg合金熔体就能良好的浸渗陶瓷粉末堆积体,可制备体积分数高达55%的复合材料,增强相可是SiC和Al2O3,颗粒尺寸可小至1μm。
液态金属浸渗法是一种制备大体积分数复合材料的好方法,但是也存在缺点,如预制块的变形、微观结构不均匀、晶粒尺寸粗大和界面反应等。
(3)固相工艺2PM法PM(粉末冶金)法是最早开发制备PRMMCs的工艺之一,一般包括混粉、冷压、除气、热压和挤压过程。
它的优点是任何金属都可以作为基体材料;允许使用所有种类的增强相;可以使用非平衡合金,如快凝合金和快淬粉末可以制备大体积分的复合材料;最大限度地提高材料的弹性模量,降低热膨胀系数。
但是它也存在许多缺点,如需要存储大量具有高反应性和易爆炸的微细粉末,复杂的生产过程,产品的形状受到限制,生产成本很高等,使得这种方法很难在生产中获得广泛的应用。
高能高速工艺实质上也是一种PM工艺。
它通过在短时间内利用高电能和机械能快速固结金属-陶瓷混合物,短时快速加热可以控制相转变和显微结构粗化,这是通常PM工艺不能达到的。
(4)流变铸造法流变铸造法是对处于固2液两相区的熔体施加强烈搅拌形成低粘度的半固态浆液,同时引入陶瓷颗粒,利用半固态浆液的触变特性分散增强相,但存在搅拌工艺所有的问题。
(5)喷射沉积技术喷射沉积技术(Spray deposition)最初是Singer 开发的,由Osprey Metals公司投入生产应用。
它是在雾化器内将陶瓷颗粒与金属熔体相混合,随后被雾化喷射到水冷基底上形成激冷复合颗粒,需随后进行固结才能制成大块复合材料。
可变多相共积技术(VCM)是Osprey的一种改进型,其区别在于陶瓷颗粒是喷射到已雾化的金属熔滴流中,金属熔滴与陶瓷颗粒同时沉积。
VCM工艺的沉积率可达6～10kg/min。
Alcan公司对此工艺进行产业开发,可生产200kg的铸锭。
Cuptal et al采用VCM制备了体积分数为20%的SiC/Al2Li复合材料。
喷射沉积技术用于制备PRMMCs具有以下优点:所得基体组织属于快凝范畴;陶瓷颗粒与金属熔滴接触的时间极短,界面化学反应得到有效控制;控制工艺气氛可以最大地减少氧化;几乎适合任何基体/陶瓷体系。
采用此技术生产PRMMCs的成本介于粉末冶金法与液相搅拌法之间。
(6)XD技术这是由Martin Marietta公司开发的专利技术,利用金属2金属之间或金属2化合物之间发生的放热反应在金属熔体中原位产生新的所希望获得的金属间化合物2陶瓷增强相,例如:FRP/CM 2004.No.12B+Ti+Al→TiB2+Al3B2O3+3TiO2+10Al→3TiB2+5Al2O33SiO2+4Al→2Al2O3+3SiC+Ti+Al→TiC+Al另外一种原位反应合成方法是向金属液中喷入氨气或含碳气体而成:N2(气体)+Al→AlN+AlC(含碳气体)+Ti+Al→TiC+Al原位反应产生的增强相颗粒尺寸一般为012～1μm,也有报道在0125～115μm范围内。
采用此工艺技术制备复合材料,增强相被液态金属润湿,界面结合牢固,因而非常具有吸引力,成为当前复合材料研究的一个热点。
但过于细小的颗粒会显著增加熔体的粘度,难以进一步铸造成型。
用于PRMMCs的制备技术有各种各样,这里仅就几种较为先进的,有可能转化为产业生产的制备技术进行了介绍。
铸造法同其它工艺相比,制备简单,可实现近净成型,制备成本最低,因而铸造法是最有可能转化为产业化的技术。
目前最趋于产业化生产的是Duralcan工艺。
Duralcan工艺提供的复合材料锭的价格为6美元/kg。
但真正实现产业化还需要解决增强相与金属基体之间的界面反应与控制、颗粒微观分布均匀性问题、组织与性能的再现性、进一步降低生产成本,而这些问题又是相互关联相互影响的。
212 纤维增强金属基复合材料的制备方法FRM的制造方法有固相扩散结合法、粉末冶金法、铸造法及定向凝固法等几大类。
铸造法根据增强材料的加入方法分为熔浸法和事先混合法两类[4]。
对长纤维和连续纤维增强,为控制好纤维分布状态,往往先制出纤维预成型体,把纤维预成型体下到铸型中,然后浇金属液,这是制备FRM的最简单方法。
但此方法获得的材料中存在大量孔洞,原因是金属液对纤维的润湿性不好。
故制造FRM的关键是采取措施、使金属液浸透到增强纤维的间隙内,从而确定复合材料的致密性和结合强度。
常用的方法有真空吸铸、加压凝固铸造及压铸等。
对短纤维和颗粒增强材料随机均匀分布的MMC来说,多采用事先混合法。
该法按复合时金属液状态分为液相法和半固态法。
液相法系采用搅拌器搅动金属液出旋涡后加入增强材料,从而使增强材料在金属液中均匀分布。
半固态法是把增强材料加入到半固态金属中后搅拌。