铸造法制备金属基复合材料的研究现状
金属基复合材料制备工艺的研究进展
金属基复合材料制备工艺的研究进展一、本文概述随着科技的飞速发展和工业的不断进步，金属材料在各个领域的应用日益广泛。
然而，单一金属材料往往难以满足复杂多变的应用需求，特别是在高温、高压、高腐蚀等极端环境下，金属材料的性能瓶颈日益凸显。
为了突破这一限制，金属基复合材料应运而生，它们通过结合两种或多种不同性质的材料，旨在实现性能的优化和提升。
金属基复合材料不仅继承了金属基体的高强度、高导热性等优点，还通过引入第二相材料，如陶瓷颗粒、纤维或聚合物等，显著提升了材料的硬度、耐磨性、抗腐蚀性以及高温性能。
本文旨在全面综述金属基复合材料制备工艺的最新研究进展。
我们将对金属基复合材料的分类、性能特点和应用领域进行简要介绍。
随后，重点讨论各种制备工艺的原理、优缺点及其在金属基复合材料制备中的应用实例。
在此基础上，分析当前制备工艺面临的挑战和未来的发展趋势。
展望金属基复合材料在航空航天、汽车制造、电子信息等领域的应用前景。
通过本文的综述，旨在为相关领域的科研工作者和工程技术人员提供有益的参考和启示。
二、金属基复合材料的分类金属基复合材料（Metal Matrix Composites, MMCs）是一类由金属或合金作为基体，与一种或多种增强体组合而成的先进材料。
这些增强体可以是颗粒、纤维、晶须或纳米尺度的强化相等。
根据其增强体的不同形态和性质，金属基复合材料可分为以下几类：颗粒增强金属基复合材料（Particle Reinforced Metal Matrix Composites, PRMMCs）：这类复合材料中，增强体为颗粒形态，如氧化铝（Al₂O₃）、碳化硅（SiC）、氮化硅（Si₃N₄）等陶瓷颗粒，或者碳黑、石墨等碳质颗粒。
这些颗粒均匀分布在金属基体中，能够有效地提高材料的硬度、耐磨性和高温性能。
纤维增强金属基复合材料（Fiber Reinforced Metal Matrix Composites, FRMMCs）：纤维增强体包括碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、氧化铝纤维等。
铸造法制备金属基复合材料的研究现状
收稿日期:2010212203; 修订日期:2011201216作者简介:熊光耀(19622 ),江西南昌人,教授.研究方向:复合材料、表面工程.Em ail :xiongguangyao @Vol.32No.4Apr.2011铸造技术FOUNDR Y TECHNOLO GY铸造法制备金属基复合材料的研究现状熊光耀,郑美珠,赵龙志(华东交通大学载运工具与装备省部共建教育部重点实验室,江西南昌330013)摘要:综述铸造法制备金属基复合材料的各种工艺,如液态浸渗法、搅拌铸造法、离心铸造法、中间合金法、喷射分散法和铸渗法。
指出其仍普遍存在的一些问题,并提出超声波在铸造法制备金属基复合材料中具有重要作用。
随着研究的深入,这种超声复合法必将得到更广泛的应用。
关键词:金属基复合材料;铸造法;制备方法;增强体中图分类号:TB331 文献标识码:A 文章编号:100028365(2011)0420563203Re s e a r c h o n t he Me t al Ma t ri x Co mp os it e s Pr ep a r e d b y Ca s ti n g Pr o c e s sXIONG G uang 2yao ,ZHENG Mei 2zhu ,ZHAO Long 2zhi(K ey Laboratory of Ministry of Education for Conveyance and Equipment ,E ast China Jiaotong U niversity ,N an 2chang 330013,China)Abs t rac t :All kinds of preparation technologie s of metal matrix compo site s by casting such as liquidinfiltration ,stirring casting ,centrifugal casting ,intermediate alloy ,jet 2spread and cast 2infiltration are reviewed.Some problems generally existing in casting are pointed out ,and ultrasonic in preparing metal matrix compo site s by casting plays an important role is put forward.With further re search ,the method of ultrasonic compound will be more widely applied.Ke y w ords :Metal matrix compo site s ;Casting proce ss ;Preparation technology ;Reinforcement 金属基复合材料的性能、应用、成本等在很大程度上取决于材料的制备方法,因此,研究和发展有效地制备方法一直是金属基复合材料研究中的重要问题之一。
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。
铸造技术的现状发展与对策（大全5篇）
铸造技术的现状发展与对策（大全5篇）第一篇：铸造技术的现状发展与对策铸造技术的现状发展与对策铸造是金属成形的一种最主要方法，它是热加工的基础。
铸造的历史与华夏文明的历史一样悠久，我们的祖先在4000多年前就铸造出了“三星堆”那样精美的青铜器，其技术水平令人叹为观止，然而到了现代，作为全球铸件产量第一大国，中国的铸造水平却落后于发达国家。
一、我国铸造业的概况我国铸件产量从2000年起超越美国已连续6年位居世界第一，其中2004年为2242万吨，2005年估计为2600万吨，铸件年产值超过2500亿元，铸件产量占世界总产量的1/4之多，已成为世界铸造生产基地。
根据全球主要铸件生产国2004年的产量统计可以看出，十大铸件生产国可分为两类。
一类是发展中国家，虽然产量大，但铸件附加值低，小企业多，从业人员队伍庞大，黑色金属比重大。
另一类是发达国家，如日本、美国及欧洲等，他们采用高新技术主要生产高附加值铸件。
发达国家总体上铸造技术先进、产品质量好、生产效率高、环境污染小、原辅材料已形成系列化。
欧洲已建立跨国服务系统，生产实现机械化、自动化、智能化。
生产过程从严执行技术标准，铸件废品率约为2%—5%。
重视用信息化提升铸造工艺设计水平，普遍应用软件进行充型凝固过程模拟和工艺优化设计。
从批量和劳动生产率看，欧、美、日的优势很大，日本的劳动生产率是人均年产铸件140吨，我国估计约为20吨，相差7倍。
我国人工成本低于1美元/小时，与发达国家相差几十倍，因而出口铸件具有优势。
但近年来材料价格猛涨，使我国出口铸件在材料成本方面的优势消失殆尽。
在产品质量和档次方面，我们远落后于发达国家。
近年我国铸件出口虽有所增长，但出口只占我国总产量的97%，占世界铸件市场流通量不到8%，总体增速缓慢，表现为质量较差、价格低。
长期以来，出口的铸件以中低档产品为主，各类管件、散热器、厨具及浴具占到36%。
一些出口铸件虽可达到国际标准，但要达到欧美客户标准还有距离。
【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。
铸锻复合技术在轻金属成形应用之发展现况与趋势
铸锻复合技术是一种将铸造和锻造两种金属成形工艺结合起来的制造技术。
这种技术通过在铸造过程中形成初始形状，然后通过锻造或其他塑性成形工艺进一步加工，以提高零部件的性能和质量。
在轻金属（如铝合金、镁合金等）成形领域，铸锻复合技术具有一些独特的优势，以下是其发展现状与趋势的一些特点：发展现状：
1. 材料应用广泛：铸锻复合技术主要应用于轻金属材料，如铝、镁合金等。
这些材料具有重量轻、强度高的特点，在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用。
2. 生产效率提高：铸锻复合技术能够通过一次性的工艺，实现金属零部件的复杂形状和高精度制造，从而提高生产效率。
3. 提高材料性能：通过锻造等塑性成形工艺，铸锻复合工艺可以进一步改善材料的晶粒结构，提高其力学性能、耐疲劳性和耐腐蚀性。
4. 减轻零部件重量：利用轻金属材料和铸锻复合技术，可以设计制造更轻量化的零部件，有助于汽车、航空等领域实现能效提升。
趋势：
1. 智能制造和数字化技术：随着制造业的数字化转型，铸锻复合技术也将借助智能制造、大数据和人工智能等技术，实现生产过程的监测、优化和控制。
2. 更高性能材料：随着轻金属材料研究的不断深入，未来可能涌现出更高性能、更耐高温、更耐腐蚀的轻金属合金，铸锻复合技术将有望在这些新材料的制造中发挥重要作用。
3. 环保和可持续发展：环保意识的提升将推动绿色制造技术的发展，铸锻复合技术在减少废料产生、提高材料利用率等方面将有更多创新。
4. 跨行业应用：铸锻复合技术在汽车、航空航天等传统领域的应用将继续深化，并有望在其他领域如能源、电子等实现更广泛的应用。
总体而言，铸锻复合技术在轻金属成形领域的发展将受益于先进制造技术的不断演进和不断涌现的新材料。
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。
金属型铸造发展现状及展望
金属型铸造发展现状及展望金属型铸造是一种重要的铸造方法，具有高精度、高生产效率、低能耗等优点，被广泛应用于各类零部件的制造。
本文将介绍金属型铸造的发展现状及展望。
一、金属型铸造的发展现状1.技术水平提高随着科技的不断进步，金属型铸造技术水平得到了显著提高。
先进的材料技术和工艺手段的应用使得金属型铸造能够更好地满足高精度、高质量、高效率的生产需求。
同时，数值模拟技术的兴起为金属型铸造的工艺优化提供了强有力的支持，有效缩短了工艺研发周期。
2.应用领域扩展金属型铸造在汽车、航空航天、仪器仪表、医疗器械等行业中得到了广泛应用。
例如，在汽车领域，金属型铸造被用于发动机缸体、缸盖等关键部件的生产；在航空航天领域，金属型铸造主要用于制造铝合金、钛合金等高性能材料零部件。
随着金属型铸造技术的不断发展，其应用领域将进一步扩展。
3.绿色制造的推广随着环保意识的日益增强，绿色制造成为金属型铸造发展的重要方向。
通过采用环保材料、优化工艺流程、实现资源循环利用等措施，降低金属型铸造过程中的能源消耗和环境污染。
例如，采用水溶性芯代替传统砂芯，减少废弃物的产生；优化冷却系统设计，降低能耗。
二、金属型铸造的展望1.智能化制造的推进随着工业4.0时代的到来，智能化制造成为制造业的重要发展趋势。
金属型铸造将逐步实现智能化生产，包括自动化设备、传感器、大数据分析等技术的集成应用，提高生产效率和产品质量。
例如，通过引入机器人自动化生产线，实现模具自动更换和调整，提高生产效率；通过传感器采集生产过程中的数据，结合大数据分析技术，优化工艺参数，提高产品质量。
2.高性能材料的研发和应用随着科技的不断进步，高性能材料的研究和应用成为金属型铸造的重要发展方向。
钛合金、高温合金、高强度钢等高性能材料的研发和应用将进一步拓展金属型铸造的应用领域。
同时，金属基复合材料的出现也将为金属型铸造带来新的发展机遇。
这些高性能材料具有更高的强度、硬度、耐腐蚀性和抗氧化性等特点，能够满足更为苛刻的生产需求。
金属基复合材料简介及研究现状
3D打印技术
02
利用3D打印技术，实现金属基复合材料的定制化、高效制造
。
多尺度复合技术
03
发展多尺度复合技术，实现金属基复合材料的多层次结构设计
。
05
结论与展望
研究成果总结
金属基复合材料的制备技术得到改进，包括粉末冶金法、喷射沉积法、机械合金 化法等复合材料的应用领域不断扩大，涉及到能源、环保、医疗、航空航天等领 域，且在各个领域中都有显著的应用成果。
02
金属基复合材料的性能与 特点
力学性能
01
02
03
强度与硬度
金属基复合材料具有较高 的强度和硬度，能够承受 较大的应力和压力。
韧性
金属基复合材料的韧性比 金属单质更强，能够吸收 更多的能量，抵抗冲击和 振动。
疲劳性能
金属基复合材料的疲劳性 能较好，能够在反复应力 作用下保持稳定的性能。
物理性能
由于金属基复合材料具有高强度、高刚性和 轻质等优点，因此在航空航天领域得到广泛 应用，如飞机结构件、卫星部件等。
金属基复合材料在汽车工业中也有广泛应用 ，如汽车发动机部件、变速器齿轮等。
能源领域
生物医学领域
金属基复合材料在能源领域也有广泛应用， 如太阳能电池板支架、核反应堆结构件等。
金属基复合材料在生物医学领域也有广泛应 用，如人工关节、牙科种植体等。
扩散法
将增强体和金属基体在高温下进行扩散处理，使两者相互 渗透、结合，形成复合材料。该方法适用于制备连续或非 连续增强金属基复合材料。
喷射沉积法
将增强体和金属熔体通过喷射、雾化等方法制备成复合材 料。该方法适用于制备连续或非连续增强金属基复合材料 。
金属基复合材料的应用领域
金属基复合材料简介及研究现状
金属基复合材料简介及研究现状金属基复合材料简介及研究现状摘要:本文介绍了金属基复合材料的研究状况与发展展望。
介绍了它的定义、分类、性能特征并归纳了它的制备工艺。
对金属基复合材料的现存问题进行了一定的分析与总结。
最后对金属基复合材料的发展前景做出展望。
关键词：金属基复合材料、制造工艺、研究现状、发展前景一、金属基复合材料简介复合材料是由两种或两种以上不同物理、化学性质的物质以微观或宏观的形式复合而成的多相材料。
各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。
复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。
按其结构特点又分为：①纤维复合材料②夹层复合材料③细粒复合材料④混杂复合材料。
金属基复合材料是以金属或合金为基体，以高性能的第二相为增强体的复合材料。
它是一类以金属或合金为基体, 以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物, 其共同点是具有连续的金属基体。
按增强体类型分为：1.颗粒增强复合材料；2.层状复合材料；3.纤维增强复合材料。
按基体类型分为：1.铝基复合材料；2.镍基复合材料；3.钛基复合材料；4.镁基复合材料。
按用途分为：1.结构复合材料；2.功能复合材料。
金属基复合材料的性能取决于所选用金属或合金基体和增强物的特性、含量、分布等。
综合归纳金属基复合材料有以下性能特点：A．高比强度、比模量B. 良好的导热、导电性能C．热膨胀系数小、尺寸稳定性好D．良好的高温性能和耐磨性E．良好的断裂韧性和抗疲劳性能F．不吸潮、不老化、气密性好二、金属基复合材料的制造工艺金属基复合材料品种繁多，其制造方法也因基体和增强物的不同，而有不同的制造方法。
归纳起来可以分成以下三类：（1）固态法将金属粉末或金属箔与增强物(纤维、晶须、颗粒等)按设计要求以一定的含量、分布、方向混合排布在一起，再经加热、加压，将金属基体与增强物复合粘结在一体形成复合材料。
金属基复合材料研究现状与发展
金属基复合材料起步于 60年代初期。当时 由于受到增强纤维品种少的限制，仅发展了硼 纤维增强铝、钛等少量品种。多沿用树脂基复 合材料的成型方法，如铺层工艺和缠绕工艺。 生产的复合材料，价格高昂（如硼 -铅复合材料 的价格约为热轧钢的 1860倍），仅限于用在航 空航天上。
80年代中期，长纤维增强、短纤维增强、
在纤维增强金属基复合材料中适当的界面结合 强度是材料具有最高性能的保证，此时界面既 能有效地传递载荷，又能有效地阻止裂纹的扩 展，充分发挥纤维的作用。
过强的界面结合可能使材料发生早期的低 应力破坏，反应产物呈脆性，在应力作用下往 往首先断裂，成为裂纹源，引起复合材料的整 体破坏。
有些反应产物本身不稳定，容易分解造成 界面分离。如 Al4C3，与水接触时发生水解生成 甲烷，严重时使复合材料解体。因此必须尽量 控制界面脆性相的生成。
2. 金属基体与增强材料之间浸润性差。 增强材料与基体之间应具有很好的润湿性 （即接触角小于90°），基体才能均匀覆 盖于增强材料表面和渗入到增强材料的间 隙之间，因此，这是得到性能良好的复合 材料的前提。
绝大多数有前景的金属基复合材料体 系中，如碳-铝、碳-镁、碳化硅-铝、氧化 铝-镁等，基体与增强材料之间的浸润性都 很差，必须采取技术措施加以改善。
1. 增强材料以设计的体积分数和排列均匀地分布于 基体中；
2. 尽量不使增强材料和金属基体原有性能下降， 特别是不能对高性能增强材料造成损伤，应使增强材料 和金属的优良性能得以叠加和互补；
3. 尽量避免增强材料和金属基体之间发生不利的化 学反应，应得到合适的界面结构和性能，充分发挥增强 材料的增强效果；
金属基复合材料的研 究现状与发展
材料学院 耿浩然
基本概念
金属基复合材料的制备方法及发展现状
金属基复合材料的制备方法及发展现状作者：赵鹏鹏谭建波来源：《河北科技大学学报》2017年第03期摘要：金属基复合材料具有较高的比强度和比刚度，广泛用于军事、航天等领域，其研究和发展受到了各行各业，尤其是重工业产业的密切关注。
介绍了金属基复合材料的研究历史和发展现状，根据基体类型和增强相形态对其进行了分类。
常见的金属基复合材料制备方法包括粉末冶金法、铸造凝固成型法（搅拌铸造法和挤压铸造法）、喷射成型法和原位复合法，重点介绍了粉末冶金法和铸造凝固成型法。
指出了现阶段金属基复合材料发展需解决成本偏高、工艺复杂、分布不均匀、高温下易发生界面反应及偏聚等问题。
关键词：金属基复合材料；基体类型；增强相；粉末冶金法；挤压铸造中图分类号：TG146.4文献标志码：Adoi： 10.7535/hbgykj.2017yx03011Abstract：Due to their high specific strength and high specific stiffness， metal matrix composites are widely used in military， spaceflight， etc.， and the research and development of which has been widely concentrated， especially in heavy industry. The research history and development status of metal matrix composites are introduced， and the classification of metal matrix composites is given according to the types of the matrix and the morphology of the reinforcing phase. The common methods for the preparation of metal matrix composites include powder metallurgy， casting solidification molding （stir casting and squeeze casting）， spray forming and in situ compounding. The powder metallurgy method and casting solidification forming method are mainly introduced. The problems that need be solved for the development of metal matrix composites including high cost，complicate craft， uneven distribution， and incident surface reaction and segregation under high temperature are pointed out.Keywords：metal matrix composites；matrix type；reinforcing phase；powder metallurgic method；squeeze casting近些年来，由于一些高新技术的兴起，一些传统材料已无法满足多种产业对其比强度、比刚度等性能的要求。
金属复合材料生产技术的现状与发展趋势
第15卷 第1期2008年2月 金属功能材料Metallic Functional MaterialsVol115, No11February, 2008金属复合材料生产技术的现状与发展趋势刘 江(钢铁研究总院科技信息室,北京100081)摘 要:概述了金属基复合材料的主要制造方法,介绍了笔者所研制的几种金属复合材料及生产过程。
最后展望了金属复合材料的发展趋势。
关键词:金属复合材料;生产技术;现状中图分类号:TB331 文献标识码:A 文章编号:1005-8192(2008)01-0044-05Current Situ ation and Development of Production T echnology for Metal Matrix CompositeL IU Jiang(Information and Consultation Center of CISRI,Bejing100081,China)ABSTRACT:Basic production methods of metal matrix composites are reviewed1Some metal matrix composites and production technologies developed by the author are introduced1The prospects of development trend of metal matrix composites are presented1KE YWOR DS:metal matrix composite;production technology;status 随着现代科学技术和现代工业的发展,单一的金属或合金已很难完全满足其对材料综合性能的要求,因而近年来新型复合材料受到世界各国的普遍重视。
自20世纪80年代以来,美国每年耗资10亿美元专门用于研究开发新材料,其重点之一就是金属复合材料。
金属基复合材料的研究现状
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（2）加入合金元素、优化基体成分
合金元素的加入除能改善液态金属与固 态增强材料之间的润湿性，防止或减缓界面 反应外，应能保持基体原有强度和韧性，优 化界面结构。
这些元素或者是表面活性物质，富集 于界面上，改善了基体对增强材料的润湿性， 同时形成扩散挡层；或者是它们能优先与增 强材料发生化学反应，既改善了润湿性，又 起扩散阻挡层作用。与增强材料表面处理相 比，添加合金元素是更方便、经济的途径。
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优点和缺点：在基体合金中颗粒（晶须）可达到较 高的含量，尺寸也可以在较大范围内变化，产品的 组织均匀致密，无缩孔、气孔等缺陷，形状、尺寸 精确、性能均匀。但设备投资大、工艺周期长、材 料的成本较高，制造大尺寸的零件和坯料有一定困 难。
2. 液态法
液态法是指基体金属处于熔融状态下与固态的 增强材料复合在一起的方法。
目前，利用Lanxide法主要用于制备Al基复 合材料或陶瓷基复合材料，其制品已在汽车、 燃气涡轮机和热交换机上得到一定的应用。
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c. 反应喷射沉积法（RAD）
该工艺是在DLMOXTM法和喷射沉积工艺的 基础上发展起来的。它是利用一个特殊的液体 喷射分散装置，在氧化性气氛中，将铝液分散 成大量细小的液滴，使其表面氧化生成Al2O3膜， 这些带有Al2O3膜的液滴在沉积过程中，相互碰 撞使表层Al2O3膜破碎分散，同时内部Al液迅速 冷却凝固，从而形成具有弥散分布的Al2O3粒子 增强的Al基复合材料。RAD工艺将金属的熔化、 陶瓷增强颗粒的反应合成以及快速凝固等工艺 结合在一起，既使得基体金属的晶粒细小和增 强颗粒的分布均匀，也保证了增强颗粒与基体 的牢固结合，因此，所制得的复合材料可望有 较高的性能。
铸造技术的发展现状与前景探究
铸造技术的发展现状与前景探究1. 引言1.1 铸造技术的重要性铸造技术是实现金属制造的基础技术之一。
在现代工业生产中，金属制品广泛应用于各个领域，如汽车制造、航空航天、建筑等。
而铸造技术作为将金属材料加工成具有特定形状的工艺，为各个行业提供了不可或缺的基础制造工艺支持。
铸造技术可以实现大批量生产和快速制造。
通过铸造技术，可以快速制造出各种形状复杂的金属零部件，实现产品的大规模生产，降低生产成本，提高生产效率。
铸造技术还可以实现资源的循环利用。
在铸造生产过程中，可以将废旧金属再次回收利用，减少资源的浪费，实现循环经济的发展。
铸造技术的重要性不可低估。
它不仅是现代工业制造的基础技术，还具有很大的经济和社会意义。
随着科技的不断发展，铸造技术也在不断创新与改进，为各个行业的发展提供了强大的支持和保障。
1.2 铸造技术的发展历程铸造技术的发展历程可以追溯至古代文明时期，人们用火熔化金属，借助简单的模具进行制作。
随着时代的发展，铸造技术逐渐得到改进和完善。
在工业革命时期，铸造技术得到了突破性的进展，出现了蒸汽机、锅炉等大型铸件的生产。
随着现代科技的发展，铸造技术迎来了全新的发展机遇，出现了数控铸造、3D打印等先进技术，极大地提高了生产效率和产品质量。
20世纪以来，铸造技术在材料、设备和工艺方面都取得了巨大进步。
新材料的引入使得铸件的性能有了明显提升，新型设备的应用使得铸造过程更加精密和自动化，新工艺的应用使得铸造产品更加符合市场需求。
随着智能化技术逐渐成熟，铸造技术也逐渐走向智能化和自动化方向，为产品的制造和质量控制提供了更加全面的解决方案。
铸造技术的发展历程是一个不断改进和创新的过程，从古代简单的铸造工艺到现代高科技的铸造技术，铸造行业在不断追求更好的生产方式和更高的产品质量，在不断推动着铸造技术的发展和进步。
2. 正文2.1 铸造技术的现状分析铸造技术作为制造业的重要组成部分，在我国的工业生产中扮演着不可或缺的角色。
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
金属基复合材料是由金属基体和其他材料(如陶瓷、纤维等)组成的复合材料，具有高强度、高刚度、高温性能和耐磨性能等优点，在航空航天、汽车、船舶等领域得到广泛应用。
然而，金属基复合材料的制备技术和性能研究仍存在一些问题：
1. 制备技术复杂：金属基复合材料的制备过程较为复杂，需要进行高温高压的复合反应，制备周期长，成本高。
2. 界面结合强度低：金属基体和其他材料之间的界面结合强度较低，容易出现剥离、开裂等问题，影响材料的整体性能。
3. 腐蚀性能差：金属基复合材料在复合过程中容易出现氧化、污染等问题，导致材料的腐蚀性能下降。
4. 热膨胀系数不匹配：金属基体和其他材料的热膨胀系数不匹配，容易引起材料的热应力，导致变形和开裂等问题。
因此，为了进一步提高金属基复合材料的性能，需要加强制备技术的研究，提高界面结合强度和腐蚀性能，并寻求解决热膨胀系数不匹配的方法。
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搅拌铸造制备SiC_p_Al复合材料的研究现状
收稿日期:2003-12-26 基金项目:国家“863”项目和重庆市院士基金项目资助 第一作者简介:王文明(1975-),男,安徽东至人,博士。
搅拌铸造制备SiC p /Al 复合材料的研究现状王文明1,潘复生1,LU Y un 2,曾苏民3(11重庆大学材料科学与工程学院,重庆400044;21Faculty of Engineering ,Chiba University ,Chiba ,Japan ;31西南铝业(集团)有限责任公司,重庆401326)摘要:综述了搅拌铸造制备S iC p /Al 复合材料的研究现状,指出了搅拌铸造法存在的问题,对搅拌铸造法在制备S iC p /Al 复合材料中的地位和发展前景作了预测。
关键词:搅拌铸造;铝基复合材料;碳化硅颗粒;发展前景中图分类号:TG 111.91 文献标识码:A 文章编号:1007-7235(2004)04-0001-05Advance in R esearch on the F abrication o f SiC p /A l Composites by Stir 2casting P rocessWANG Wen 2ming 1,PAN Fu 2sheng 1,LU Y un 2,ZE NG Su 2min 3(11College of Materials Science and E ngineering ,Chongqing U niversity ,Chongqing 400044,China ;21F aculty of E ngineer 2ing ,Chib a U niversity ,Chib a ,Jap an ;31Southw est Aluminum I ndustry(G roup)Comp any Ltd.,Chongqing 401326,China)Abstract :The latest status of fabrication of S iC p /Al com posites by stir 2casting process is reviewed.Several problems existing in stir 2casting process are pointed out.The position and prospect of stir 2casting process for S iC p /Al com posites are predicted.K ey w ords :stir 2casting process ;S iC p /Al com posites ;position and prospect 碳化硅颗粒增强的铝基复合材料具有比强度高、比刚度高、热膨胀系数小、导热性能好等优异性能,并可采用传统加工设备进行二次加工,制备加工成本较低,是复合材料中研究最多、潜在应用前景最广的材料之一,已有30余年的发展历史[1～7]。
金属基复合材料的发展现状及展望（亚楠）
金属基复合材料的发展现状及展望（亚楠）金属基复合材料的发展现状及展望张亚楠重庆科技学院冶金与材料工程学院摘要：介绍了金属基复合材料的研究及应用现状。
介绍了金属基复合材料的分类、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。
关键词：金属基复合材料；发展趋势；应用ABSTRACT: This paper reviews the status of research and application of metal matrix composites. The paper presents the classification, characteristics. And the development and application of metal matrix composites are summarized.Key words: metal matrix composites; development tendency; application前言随着科学技术的进步，对材料性能的要求不断提高，因此复合材料的发展与应用受到国内外的关注，而“金属基复合材料”又是现代复合材料的一个重要分支。
现代科学技术对现代新型材料的强韧性，导电、导热性，耐高温性，耐磨性等性能都提出了越来越高的要求。
与传统的金属材料相比，金属基复合材料具有较高的比强度与比刚度，而与高分子基复合材料相比，它又具有优良的导电性而耐热性，与陶瓷材料相比，它又具有较高的韧性和较高的抗冲击性能。
这些优良的性能决定了它从诞生之日起就成了新材料家庭中的重要一员。
它已经在一些领域里得到应用并且其应用领域正在逐步扩大。
金属基复合材料的特性金属基复合材料（MMC即metal matrix composites）具有高比强度、高比模量、耐磨、耐热、导电、导热、不吸潮、抗辐射、低热膨胀系数等优良性能，并作为先进复合材料将逐步取代部分传统的金属材料而应用于航天航空、汽车工业、电子工业等领域，以满足特殊场合对材料的比强度、比刚度、比模量、高温性能、低热膨胀系数等性能的要求。
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收稿日期:2010212203; 修订日期:2011201216作者简介:熊光耀(19622 ),江西南昌人,教授.研究方向:复合材料、表面工程.Em ail :xiongguangyao @Vol.32No.4Apr.2011铸造技术FOUNDR Y TECHNOLO GY铸造法制备金属基复合材料的研究现状熊光耀,郑美珠,赵龙志(华东交通大学载运工具与装备省部共建教育部重点实验室,江西南昌330013)摘要:综述铸造法制备金属基复合材料的各种工艺,如液态浸渗法、搅拌铸造法、离心铸造法、中间合金法、喷射分散法和铸渗法。
指出其仍普遍存在的一些问题,并提出超声波在铸造法制备金属基复合材料中具有重要作用。
随着研究的深入,这种超声复合法必将得到更广泛的应用。
关键词:金属基复合材料;铸造法;制备方法;增强体中图分类号:TB331 文献标识码:A 文章编号:100028365(2011)0420563203Re s e a r c h o n t he Me t al Ma t ri x Co mp os it e s Pr ep a r e d b y Ca s ti n g Pr o c e s sXIONG G uang 2yao ,ZHENG Mei 2zhu ,ZHAO Long 2zhi(K ey Laboratory of Ministry of Education for Conveyance and Equipment ,E ast China Jiaotong U niversity ,N an 2chang 330013,China)Abs t rac t :All kinds of preparation technologie s of metal matrix compo site s by casting such as liquidinfiltration ,stirring casting ,centrifugal casting ,intermediate alloy ,jet 2spread and cast 2infiltration are reviewed.Some problems generally existing in casting are pointed out ,and ultrasonic in preparing metal matrix compo site s by casting plays an important role is put forward.With further re search ,the method of ultrasonic compound will be more widely applied.Ke y w ords :Metal matrix compo site s ;Casting proce ss ;Preparation technology ;Reinforcement 金属基复合材料的性能、应用、成本等在很大程度上取决于材料的制备方法,因此,研究和发展有效地制备方法一直是金属基复合材料研究中的重要问题之一。
由于铸造法制备金属基复合材料时温度高,熔融态的金属流动性好,便于一次形成复杂工件,所需设备也相对简单,成本较低,能适应规模生产,是近年来研究较多、发展较快的复合材料制备方法[1]。
本文重点阐述铸造法制备金属基复合材料的工艺,并指出其存在的主要问题及今后的研究方向。
1 铸造法制备金属基复合材料1.1 液态浸渗法液态浸渗法是在一定条件下将液态金属浸渗到增强材料多孔预制件的孔隙中,凝固获得复合材料的制备方法。
根据液态金属浸渗时有无外部压力,可分为无压浸渗、压力浸渗、真空浸渗和真空压力浸渍。
1.1.1 无压浸渗法无压浸渗法是金属熔体在无外界压力作用下,自发浸渗固体增强体颗粒多孔预制件,制备金属基复合材料的方法[2]。
其可直接获得近终形的制品。
但需要在相对较高的温度下进行,且浸渗速率较低,工艺成本较高;同时还存在界面反应,降低了材料的性能。
为控制界面反应,改善金属与增强体界面润湿性和提高浸渗效率,常用的方法有:基体合金化、控制浸渗气氛、添加助渗剂,以及在增强相表面涂覆涂层等[3]。
赵国田等[4]对SiC p 进行表面氧化改性后,采用化学镀层法镀镍,实验结果表明,SiC p 表面镀镍后明显地改善了铝合金对它的润湿性能,促使浸渗过程快速进行。
并且复合材料中SiC p 颗粒在基体合金中分布均匀,与基体合金界面结合良好,无孔洞。
1.1.2 压力浸渗法压力浸渗法是将液态金属在一定的压力下浸渗到增强体预制件孔隙中,并在压力下凝固获得复合材料的方法[2]。
其能有效克服增强体和金属不浸润的困难,且在压力下复合,两者结合牢固,力学性能较高;制品局部复合化容易实现;成本较低。
但需要严格控制预制件预热温度、熔体温度、压力大小等工艺参数,并且要求模具和预制件具有足够的强度。
1.1.3 真空浸渗法真空浸渗法是通过抽真空将液态金属抽吸到预制件孔隙中,并凝固获得金属基复合材料的方法[2]。
该·365·FOUNDR Y TECHNOLO GY Vol.32No.4 Apr.2011法仅适用于可重熔铸造的颗粒增强金属基复合材料的成型[5],且通常作为浇注手段与熔模精密铸造配合使用。
1.1.4 真空压力浸渍法真空压力浸渍法是在真空和高压惰性气体共同作用下,将液态金属压入增强材料制成预制件孔隙中,制备金属基复合材料制品的方法[2]。
其是为了获得更好的浸渗效果,将压力浸渗和真空浸渗融合在一起演变而来的,兼备了两者的优点。
真空压力浸渍的特点是:适合于形状复杂零件的铸造,且基本上无需进行后续加工;浸渍在真空中进行、压力下凝固,制品无气孔、疏松和缩孔等铸造缺陷,组织致密,材料性能好;工艺参数易于控制,可避免严重界面反应。
但其设备较复杂,制备大尺寸零件要求大型设备,工艺周期长、效率较低[6]。
1.2 搅拌铸造法搅拌铸造法是将增强颗粒直接加入到金属熔体中,通过一定方式的搅拌使颗粒均匀地分散在金属熔体中,使其形成颗粒增强金属基复合材料熔体,然后浇铸成锭坯、铸件等。
根据金属熔体加热状态可分为全液态搅拌铸造法和半固态搅拌铸造法。
1.2.1 全液态搅拌铸造法全液态搅拌铸造法是通过高速旋转的搅拌器使完全熔融的基体金属液产生旋涡,向旋涡中逐渐加入颗粒等增强物。
由于旋涡的抽吸作用,颗粒被卷入熔液中,待均匀分散于金属熔体中,再用挤压铸造等适当的铸造方法成型[7]。
此方法工艺简单,设备投资少。
但基体金属熔体温度较高,对搅拌器质量要求也高,只能制备较粗颗粒的复合材料。
另外,若不是在真空或惰性气体保护下搅拌,在高速搅拌的旋涡中不可避免混入气体和杂质,易出现偏析和“结团”现象,影响复合材料性能[8]。
袁广江等[9]采用真空搅拌铸造法制备了20vol%SiC颗粒增强A356基复合材料,结果表明,SiC颗粒均匀分布于基体中,复合材料具有优良的综合力学性能。
1.2.2 半固态搅拌铸造法半固态搅拌铸造法,又称复合铸造法,是把基体金属加热到半固态时的适当温度进行搅拌,边搅拌边加入颗粒等增强物。
这时,即使增强物与金属熔体不润湿或润湿不好,由于半固态熔体中固相粒子的夹带和包裹作用,增强物还是能得到较好的分散。
然后再加热升温至浇铸温度进行浇铸,就可得到增强物分散均匀的金属基复合材料零件或坯件[7]。
复合铸造法可以用来制造颗粒细小、含量高的颗粒增强金属基复合材料,也可用来制造晶须、短纤维金属基复合材料。
但由于金属熔体粘度大,不利于气体和杂质排出,所制得的复合材料力学性能并没有明显提高,有的还有些下降。
此外,必须选择结晶温度区间较大的基体材料,且搅拌温度控制比较困难[10]。
1.3 离心铸造法离心铸造法是指根据制品的要求,利用铸型旋转产生的离心力,使金属熔液中密度不同的增强体和基体合金分离至内层或外层,形成复合铸件的工艺方法。
主要用于颗粒增强复合材料,通过改变转速、颗粒大小和密度,使增强介质呈梯度分布,并控制外层颗粒体积百分比,达到有选择性的强化[11]。
离心铸造法也是目前制备金属基功能梯度复合材料的一种有效的方法。
其特点在于工艺相对简单,对设备要求不高,能以比较低的生产成本制备出具有一定形状的组分连续分布或骤变分布的梯度功能复合材料[12]。
秦孝华等[13]利用熔融Al合金基体与颗粒增强相(SiC和Al2O3颗粒)在离心铸造条件下所受的离心力的不同,再通过调整其它工艺参数,利用水平式离心铸造机制备了三种具有不同强化部位:外层强化、内外层同时强化和内层强化的功能梯度复合材料。
离心铸造法因其特殊的装置决定了所制得的产品形状尺寸的特殊性,通常为筒状、盘状等具有对称结构的零件。
此方法简单,具有铸件致密度高、成本低等优点,但是界面质量不容易控制,难形成连续长尺寸的复合材料[14]。
1.4 中间合金法中间合金法是把颗粒等增强物和金属粉末以一定比例混合,压制成中间合金块,然后投入金属液中,很快金属粉末熔化,中间合金块溃散,增强物进入熔液,此时稍加搅拌,它就均匀分散,浇注凝固后就获得复合材料铸件(或铸锭)[15]。
技术关键在于颗粒等通过中间合金团块引入金属液并分散后,液态金属必须迅速凝固,若停留时间过长,颗粒仍会偏析。
它对解决那些两相不润湿、密度差大、颗粒加入困难等问题效果比较明显[16]。
但常有中间合金块压入后长期不能溃散的问题。
1.5 喷射分散法喷射分散法是用氩气等惰性气体作为载体,把增强颗粒喷射于浇注的金属液流上,随着液流的翻动而使颗粒得到分散,这种分散有增强颗粒的金属液进入金属铸型,冷却凝固后形成铸件。
这种方法不仅适用于以铝、镁等有色金属为基体的复合材料,而且还可用于钢铁等高熔点合金为基体的复合材料。
长古川正义采用喷射分散法成功制备了低合金钢基体的复合材料。
另有采用喷射法生产Al2SiC颗粒复合材料,SiC·465·《铸造技术》4/2011熊光耀等:铸造法制备金属基复合材料的研究现状的含量可达到30%[17]。
1.6 铸渗法铸渗法,又称涂覆铸造法,它是将要铸渗的合金粉末或陶瓷颗粒等预先固定在铸型的特定位置(需要改性的铸件表面对应的型腔内壁),在液态金属浇注过程中,其与液态金属作用,在铸件表面形成表面复合层的一种新技术[18]。
因铸渗与其他表面复合材料的制备方法相比,不需要专用的处理设备,具有操作简单、生产周期短、成本低、节约材料、工件不变形、可以热处理,能够制备较大厚度的复合材料等优点[19],因而受到国内外材料和铸造领域许多研究者的关注。
主要对铸渗机理和制备工艺进行了研究和总结。
但铸渗机理是一个很复杂的问题,单依靠扩散理论和毛细理论很难做出较好解释,到目前还没有形成一套完整的理论来准确地描述整个铸渗过程。