与传统的金属材料相比，颗粒增强铝基复合材料不仅兼有金属的高塑性、高韧性和增强颗粒的高模量、高硬度，同时具有各向同性，是应用前景很广的材料。碳化硅颗粒增强铝基复合材料可用来制造卫星及航空结构材料，如卫星支架、结构连接件、管材、各种型材、导弹翼、制导元件；制造飞机零部件等，发展这种材料具有重要的战略意义。
 

 碳化硅颗粒增强铝基复合材料
 

    碳化硅颗粒增强铝基复合材料，其增强体颗粒价格低廉，可用常规方法制造加工，便于批量生产。研发成本低、效果好的制备工艺是当前材料领域的一个热点。

    一、粉末冶金法

    粉末冶金法具有一些独特的优点，如可任意调节增强相的体积分数（最高可达７０％），较准确地控制成分比，且其增强颗粒的粒径在纳米范围内可调。此外，粉末冶金工艺的烧结温度较低，可有效减轻增强体与基体间的有害界面反应，制得的复合材料具有良好的力学性能。近年来，进一步开发出机械合金化-粉末冶金法。该法制备的复合材料，其增强体颗粒分布均匀，粒度在纳米至微米范围内可调，增强相的体积分数可高达７０％，与基体的界面结合良好，所制备的复合材料力学性能优异。美国ＤＷＡ公司采用机械合金化-粉末冶金法生产了碳化硅颗粒增强铝基复合材料，已将其应用于汽车、飞机、航天器等。

    二、压力铸造法

    此法是将液态或半液态金属基复合材料或金属以一定速度填充压铸模型腔，或增强材料预制体的空隙中，在压力作用下使其快速凝固成形而制备出金属基复合材料，包括挤压铸造法、离心铸造法、气体压力渗透铸造法等。目前，生产应用中使用较多的是挤压铸造法，其具体方法是：首先把碳化硅颗粒增强相以适当的粘结剂粘结制成预制块，然后装入铸模，浇入精炼的铝基体金属熔体，并立即加压使熔融的金属熔体浸渗到预制块中，凝固之后即得碳化硅颗粒增强铝基复合材料。压力铸造法的主要优点是：可大批量制造颗粒增强铝基复合材料的零部件，成本低；浸渗时熔体与增强材料在高温下接触时间短，避免了界面反应产物对复合材料的不利影响；高压作用促进了熔体对增强材料的润湿，增强材料无需进行表面预处理；所制备材料的组织致密，无气孔。

    三、喷射沉积法

    此法是将液态金属在高压下雾化，并在其流出时将增强颗粒喷射入金属液中，两相混合的雾化液体随后在容器中沉积成形。喷射沉积法采用不同形状的基体和不同的基体运动方式可获得管坯、圆柱坯、带坯等不同产品。此法的优点是可直接由液态金属雾化和沉积形成具有快速凝固组织和性能特征及一定形状的坯件；保证了增强颗粒在基体中的分布均匀性；冷却速度很快，避免了增强颗粒与金属基体之间的界面反应；对界面的润湿性要求不高，晶粒十分细小。

责任编辑：李玲珊

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