原位合成Ti-B-Ni系镍基复合材料研究(3)
1.1.4 颗粒增强金属基复合材料的综合性能由于以颗粒增强的以金属为基体的复合材料能获得高的比刚度、比强度、低热膨胀系数以及良好的抗疲劳性、耐磨性和断裂韧性从而成为了最具有广泛应用前景的以金属为基体的复合材料[7-8]。(l) 耐磨性好: 将大量的陶瓷物加人到金属基体中，尤其是细小的陶瓷颗粒，陶瓷材料的化学性质稳定、硬度高、耐磨，它们不但提高了材料的刚度和强度，而且提高了基体的耐磨性和硬度;（2)导热、导电性能: 以金属为基体的复合材料中，基体占很高的体积分数，一般大于40%。因而仍然保存着金属所持有的优良的的导电和导热性。良好的导热性能有效地传热，减少受热后的构件迅速散热和产生温度梯度。这就对高集成度的电子器件和尺寸的稳定性要求高的构件尤为重要。(3)热膨胀系数小，尺寸稳定性好:在以金属为基体的复合材料中所用的颗粒、晶须和增强物纤文等均具有很高的模量和很小的热膨胀系数。(4)良好的高温性能:因为以金属为基体的耐高温性能要比聚合物高很多，颗粒、增强纤文、晶须在高温下又都有很高的模量和强度。所以以金属为为基体的复合材料的高温性能比基体更高;(5) 高比强度、比模量: 由于基体中加入了适量的高模量、高强度、低密度的晶须、纤文、颗粒等增强物。因此复合材料的比强度和比模量明显提高了:(6)良好的疲劳性能和断裂韧性: 金属基复合材料的断裂韧性和疲劳性能取决于金属基体的界面与纤文等增强物的结合状态。
1.2 颗粒增强金属基复合材料的制备MMCP的来源可以按照增强颗粒分为原位(In-situ)和非原位(Ex-situ)两种，与此相应 MMCP的制备技术可分为原位合成技术(In-situ Synthesis)和非原位(Ex-situ Synthesis)和两类[9-10]。
1.2.1 非原位法制备颗粒增强金属基复合材料非原位合成技术是指用一定的方法把增强体加入基体中形成复合材料，主要有以粉末冶金法作为代表的固态复合工艺和以铸造法作为代表的液态复合工艺，以及由这两种传统工艺派生出的钓新工艺[11]。(1)挤压铸造法 是指将颗粒状的增强体制作成一定形状的预制件，然后经干燥后放入模具中，然后浇注入熔融金属，再用压头加压，使液态金属在压力作用下浸渗入到预制件中并凝固，从而制备出 MMCP的方法。此前哈尔滨工业大学的武高辉等人应用此方法制备出了A1203和 SiC颗粒增强的铝基复合材料[12]。(2)搅拌铸造法 是指将颗粒直接加入基体金属熔体中，采用一定方式的搅拌使颗粒均匀的分散在金属熔体中并且与之复合的方法。(3)粉末冶金法 是指将金属基体粉末与增强颗粒混匀后装入容器中，然后在真空或保护气氛下预烧结，再经等静压或热压等二次处理制备出 MMCP的方法。周玉等人用该方法完成了含 30%TiC颗粒的钨基复合材料(TiC/W)的制备[13]。(4)其它方法 其它的非原位制备技术包括[14]:热拉法、热压法、热等静压法、浸渍法、爆炸焊接法、复合铸造法、热喷涂法、离心铸造法、物理气相沉积和化学气相沉积法、化学镀、电镀和复合镀法等。
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