金属复合材料的制备工艺主要分为液相法和固相法两大类,具体包括以下方法:
一、液相法
1、搅拌铸造法:通过机械搅拌使颗粒增强体与熔融金属基体混合,成本低但易产生铸造缺陷,增强相体积分数一般不超过25%。
2、浸渗工艺:包括高压、气压、无压浸渗,适用于大体积分数复合材料,但可能因预制块变形导致结构不均匀。
3、喷射共沉积法:快速冷却抑制界面反应,可制备亚微米级增强颗粒,但设备复杂且易堵塞喷口。
4、熔体原位复合工艺:通过放热弥散、接触反应等方法生成陶瓷相增强体,界面结合强度高。
二、固相法
1、粉末冶金法:混合金属粉末与增强体后热压烧结,可自由选择成分且温度低,但需二次加工致密化。
2、热压扩散法:用于连续纤维增强复合材料,加热温度低于基体熔点,生产周期长但纤维损伤小。
3、扩散焊接法:通过原子扩散实现增强相与基体结合,适用于高性能复合材料制备。
三、其他工艺
机械合金化:高能球磨使金属粉末冷焊、断裂,形成均匀合金。
3D打印技术:精确控制材料沉积,适合复杂形状部件。