2008年27卷第7期
稀有金属快报
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颗粒强化金属基复合材料的原位合成工艺
艾桃桃
（陕西理工学院，陕西汉中723003）
摘要：介绍了颗粒强化金属基复合材料（MMCs)的原位合成工艺，工艺主要可分为：固-液、固-固、液-液、气液和气-固反应5类，并分别对各类合成工艺的合成方法、优缺点、研究进展进行了详细的阐述。最后对目前原位
合成颗粒增强MMCs存在的问题作了归纳总结。关键词：原位合成：MMCs；增强相
中图法分类号：TB333
文献标识码：A
文章编号：1008-5939(2008)07-001-06
金属基复合材料（MMCs）是将坚硬的陶瓷增强
体复合到韧性的金属或合金基体内，使金属的塑性和韧性与陶瓷的高强度和高模量有效结合，因此，具有高的剪切和压缩变形强度以及高的高温服役能力。MMCs的性能受增强体的尺寸、分布、体积分数以及增强体和基体界面的本质特征所控制,2)。从外界引入增强相或以搅拌方式直接将增强颗粒加反应熔体时，增强体的尺寸多在几微米至几十微米量级，很少小于1.0μm"]。此外，增强体与基体间的界面反应以及由于增强体的表面易受污染从而导致它与基体之间的润湿性差等问题还难解决[3]。
近年来，原位合成颗粒强化MMCs成为研究的新热点。其增强体是两种或多种元素或化合物在基体内通过化学反应生成的。优点为：①增强体在基体内具有热力学稳定性，利于高温服役工况； ②增强体与基体的界面干净，润湿性好，故界面的结合强度高；③增强体尺寸细小，分布均勾，
增强效果显著提高；④工艺简单且成本低。 1原位合成工艺分类
目前，原位合成工艺的分类存在不同的观点。 Koczak和Premkumar按起始相进行分类(4)。Daniel 收稿日期：2008-04-09
等人按反应物进行分类I51。Tjong和Ma按合成过程中金属基体和反应物的温度进行分类1]。本文将原位颗粒强化MMCs的合成工艺分为：固-液、固
周、液-液、气-液和气-周反应法。 1.1固-液反应法
固-液反应法是指反应物在金属熔体内以元素或化合物的形式通过原位化学反应形成增强体，或者元素或化合物直接与液相里的组元反应形成原位增强体。该反应过程是一个溶剂辅助反应过程，增强体通过扩散反应形成。具体可分为5种方法。
(1）自要延高温合成Merzhanov等[6]发现了自蔓延高温合成(SHS)现象。这种方法利用反应时的化学反应热以自加热和自传导作用，点燃粉末压坏发生化学反应，其生成热又使邻近的粉末温度骤然升高，引发化学反应并以燃烧波的形式蔓延通过整个反应物，当燃烧波推行前移时反应物转变成产物。通常以氢气或氮气为保护气氛。传统观点认为，要使SHS能够自发维持，必须满足3个条件1]：①反应必须是高放热反应，利用前期反应释放的热量进行预热，从而有利于维持燃烧波向前推进；②反应物之一必须是液相或气相，从而有利于反应物在燃烧波前沿的扩散；③反应体系的放热速度必须
作者简介：艾桃桃，男，1981年生，讲师，硕士，陕西理工学院材料科学与工程学院，陕西汉中723003，
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