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材料科学基础课程论文
原位反应法制备金属基复合材料
In-situ Reaction Method of Metal Matrix Composites
学院名称： 材料科学与工程学院 专业班级： xxxx 学生姓名： xxx 学 号： xxxx 指导教师： xxxx
2014 年 6 月
原位反应法制备金属基复合材料
原位反应法制备金属基复合材料
复合材料与工程 xxxx
摘要：综述了几种主要的原位反应合成技术，包括：XDTM技术、Lanxide 技术、VLS 技术、反应喷射沉积技术、反应机械合金化技术和 SHS技术, 以及这些技术在金属复合材料制备中的应用。对各种技术的优缺点分别进行讨论，并指出了今后的发展趋势。 关键词：原位制备；金属基复合材料；发展趋势
In-situ Reaction Method of Metal Matrix Composites
Xxx
Composite Materials and Engineering
Abstract: The reaction in situ synthesis of several major technologies, including: XDTM technology, Lanxide technology, VLS technique,reactive spray deposition technique,technology and mechanical alloying reaction SHS technology,and the application of these techniques in the preparation of metal composite materials.Advantages and disadvantages of the various techniques are discussed,and pointed out the future trends. Keywords:In situ preparation；metal matrix composites trends
原位反应法制备金属基复合材料
目录
1.引言 ....................................................................................................................................................................1 2.原位反应合成技术 ............................................................................................................................................2
2.1 XDTM技术(Exothermal Dispersion Process) ..........................................................................................2 2.2 VLS 技术( Vapor-Liquid-Solid) .............................................................................................................2 2.3 反应喷射沉积(RSD 法) ........................................................................................................................3 2.4 反应机械合金化技术 ............................................................................................................................4 2.5 自蔓延高温合成法( SHS) .....................................................................................................................5 2.6 Lanxide 技术 .......................................................................................................................................5
2.6.1 DIMOXTM技术 ............................................................................................................................6 2.6.2 PRIMEXTM技术 ..........................................................................................................................6 2.7 原位凝固自生法 ....................................................................................................................................6 2.8 LSM 混合盐反应法 ...............................................................................................................................7 2.9 原位表面复合层的制备方法 ................................................................................................................7 2.10 CR接触反应法 ..................................................................................................................................7 3.原位反应复合技术的发展与展望 ....................................................................................................................8 4.参考文献 ............................................................................................................................................................9
原位反应法制备金属基复合材料
1.引言
金属基复合材料(Metal matrix composites，简称MMCs) 因其具有高比强度、高比模量、耐磨及耐高温等优良性能，以及所有性能均可在一定范围内加以设计，克服了树脂基复合材料在使用时存在的缺点，在航空航天和汽车制造等行业中具有广阔的应用前景[1]。长期以来，对 MMCs 制备工艺的研究一直侧重于传统的外加增强体与基体复合的方法，如粉末冶金、挤压铸造或液态搅拌法等等。这类方法不仅工艺复杂，成本较高，而且存在增强体与基体之间相容性较差，结合不良等问题。近年来出现了一系列新的复合材料制备技术，其中原位( In-Situ) 反应合成技术由于具有明显的技术优势和经济优势而成为当今复合材料研究领域中的前沿课题[2]。
原位反应合成法( In-situ Reaction Synthesis)又称原位生成复合法，是一种新型的金属基复合材料生产方法。原位复合的概念起源于凝固过程中的原位结晶( In-situ Crystallization) 和原位聚合 ( In-Situ Polymerization)。早在 1976 年，前苏联Merxhanov AG 等人在用SHS 法合成 TiB2/ Cu 功能梯度材料时，就提出了原位复合材料( In-situ compositions) 的构想[3]，但当时尚未引起人们重视。直到 80 年代中后期，美国Lanxide 公司和 Drexel 大学的 Koczak M J 等人先后报道了各自研制的原位 Al2O3/ Al 和 TiC/ Al复合材料及其相应的制备工艺后[4]，才真正开始原位反应复合材料的大规模研究。
原位(In-situ)反应技术制备金属基复合材料的最大特点是：增强相是通过制备过程中的化学冶金反应在基体组织中自发生成的，而不是外加的事先制成物。与传统的外加法制备技术相比，这种方法的优点是：①增强相与基体有很好的界面相容性，界面结合可靠；可以制备出亚微米以至纳米尺度的细小增强相，增强体的热力学稳定；②制备工艺相对简单 ,不需要特殊设备；③可充分利用化学反应能，能耗低；④反应高温和高热可净化基体组织，因而这种方法具有巨大的吸引力，在最近的十多年里得到迅速的发展[5,6]。迄今为止，已经有大量运用原位(In Situ) 反应技术制备金属基复合材料的报道 ,其基体涉及到 Al、Ti、Mg、Fe、Cu、Ni及其合金以及金属间化合物等多种基体组织，而增强相包括TiC、TiB2 、Al2O3 、SiCp、BN、AlN，TaxSi y、MoSi2、Mg2Si，HfB2，Si3N4，NbC 等多种陶瓷或金属间化合物颗粒，以及在金属表面进行陶瓷粒子或金属间化合物的涂覆[7-9]。
众多新发展的制备技术方法为金属基复合材料的制备工艺研究带来了勃勃生机，为其发展注入了新的活力。原位反应法的研究已成为金属基复合材料领域最为活跃的热点之一。
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