材料导报 1996,N2 颗粒增强金属基复合材料的研究进展 Research Progress of Metal Matrix Composites Reinforced with particles 张淑英孟繁琴’陈玉勇李庆春 (哈尔滨工业大学材料学院,哈尔滨150061) 摘要介绍了关于金属基休、增强相的选择以及与基休一增强相界面冇关的 问題。综迷了国内外顆粒增强金属基复合材料的制取工艺、相应性能和应用前景;并 对今后的研究方向作了探讨。 关键词颗粒增强金属基复合材料 Abstract The problems relative to the selection of matrix alloy and re- inforcing phase as well as the interface between metal metrix and reinforcing phase are introduced. The production technology, resulting properties and application prospect of metal matrix composites reinforced with particles at home and abroad are reviewed, and the future research direction is discussed Key words particle reinforcement, metal matrix composite 1引言 属基复合材料,西欧各国也投入了相当大的 力量进行这方面的研究1,我国也已开始了 金属基复合材料因具有优异的物理和力卓有成效的探索(2-5)。 学性能而成为近年来高技术新材料研究开发 的重要领域。金属基复合材料按强化相形态2颗粒增强金属基复合材料概述 可分为纤维(长纤维、短纤维、晶须)强化和颗2.1增强相 粒强化两种,尽管纤维强化的金属基复合材 选择颗粒增强相的参数包括。):①弹性 料某些方向的性能优于颗粒增强金属基复合模量;④拉伸强度;③密度;④熔点;⑤热稳 材料,但由于其价格昂费、各向异性而未得到性;④热膨胀系数;⑦尺寸及形状;⑧与基体 广泛应用。颗粒增强金属基复合材料则由于材料的相容性;⑨成本。目前使用的增强材料 成本低廉,各向同性而且能够克服纤维增强有:碳化物,如SC、BC;氮化物,如Si3N4 复合材料生产过程中存在的诸如纤维损坏;AN;氧化物,如A2O3SO2,以及C、Si等。 微观组织不均匀;纤维与纤维相互接触;反应具体选择增强相时要将其用途、复合材料的 带过大等缺点因而引起了人们越来越多的生产工艺及整个复合材料的成本等因素综合 重视。经过二十多年的研究和开发,目前用于起来统筹考虑。 生产颗粒增强金属基复合材料的工艺方法大 (1)用途的影响。如用作结构材料,就要 体分为三类:①液态工艺;②固态工艺;③双选择高模量、高强度、低密度的增强相,且顆 相(固-液)工艺。实际上,美国已在航空航天粒形状为球形或近球形者为佳。如用作热控 领域,日本则在汽车工业上成功地应用了金元件,则要选低热膨胀系数、高导热性的增强 ·佳木斯工学院 o1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
材 料 导报 1 9 9 6 , M Z 颗粒 增强金属基复合材料的研究进展 R e s e a r e h Pr o g r e s s o f M e ta l M a t r ix C o m Po s ite s R e in fo r c e d w ith P a r tiC le s 张 淑 英 孟繁琴 ‘ 陈 玉 勇 李庆春 (哈 尔滨工 业大学材料学 院 , 哈 尔滨 1 5 0 0 6 1 ) 摘要 介 绍 了 关于 金属 基体 、 增 强 相 的 选 择 以 及 与 基休一增 强 相 界面 有 关的 问 题 。 综述 了 国 内外领 粒增 强 金 属 基 复合 材料 的 制 取 工 艺 、 相 应 性 能 和 应 用前景 ; 并 对今 后 的 研 究方 向作 了探讨 。 关键 词 颗粒增强 金属 基复合材料 A b s tr a c t 飞 ’ h e p r o b l e m 、 : e l a t i v e t 。 th e S e l e e t i o n 。 f m a tr i x 。 ll o y a n d : e - i n f o r e i n g p h a s e a s w e ll a s t h e i n te r f a e e b e tw e e n m e t a l m e t r i x a n d r e i n f o r e i n g p h a s e a re i n t r o d u e e d . T h e p r o d u e t i o n t e e h n o l o g y , r e s u l t i n g p r o p e r t i e s a n d a p p li e a t i o n Pr o s Pe e t o f m e ta l m a t r i x e o m P o s it e s r e i n f o r e e d w i t h p a r ti e l e s a t h o m e a n d a b r o a d a r e r e v i e w e d , a n d t h e f u t u r e r e s e a r e h d i r e e t i o n 1 5 d i s e u s s e d . K e y w o r d s p a r t i e l 。 r e i n f o r e e m e n r , m e t a l m a t r i x 。o m p o s i te 1 引言 金属 基 复合材料 因具有 优 异的 物理 和力 学性 能而 成 为近 年来高技 术 新 材料 研 究开 发 的重要领 域 。 金 属基 复合材 料按 强 化相 形 态 可分 为纤 维 (长纤维 、 短 纤维 、 晶须 )强 化和颗 粒强 化 两种 , 尽 管 纤维 强 化 的金 属基 复合 材 料 某些方 向 的性能 优于颗 粒增强 金属 基 复 合 材 料 , 但 由于其 价 格昂贵 、 各 向异性 而未得到 广 泛应用 。 颗 粒增 强金属 基 复 合材料 则 由于 成本低廉 , 各 向同性 , 而且能 够克 服纤 维增 强 复合材 料生 产过 程 中存在 的诸如 纤维损坏 ; 微观 组 织 不均 匀 ; 纤 维与 纤维相互 接触 ; 反应 带过 大 等缺 点 , 因而 引起 了人 们 越来 越多 的 重 视 。 经过二 十多年的研 究和 开 发 , 目前 用于 生 产颗粒 增 强金属基 复合材料 的工艺 方法大 体分 为 三 类 : ¹ 液态 工 艺 ; º 固态 工 艺 ; » 双 相 ( 固 一 液 ) 工艺 。 实 际上 , 美 国 已在 航 空航 天 领 域 , 日本 则在 汽车 工 业 上 成功 地 应 用 了金 属 基 复 合 材料 , 西 欧 各 国 也投 入 了 相 当大 的 力 量 进 行 这 方 面 的研 究川 , 我 国也 已 开 始 了 卓 有成 效 的探索 〔, 一 5 〕 。 2 颗粒增强金属基复合材料概述 2 . 1 增强 相 选 择颗 粒增 强相 的 参 数 包括闭 : ¹ 弹 性 模量 ; º拉 伸强 度 ; » 密 度 ; ¼ 熔 点 , ½ 热 稳 性 ; ¾ 热膨 胀 系数 ; ¿ 尺 寸及形 状 ; À 与基 体 材 料的相 容性 ; Á 成本 。 目前使 用的增强 材料 有 : 碳 化 物 , 如 SIC 、 B ; C ; 氮 化 物 , 如 Si 3N ; 、 A IN ; 氧化 物 , 如 A 1 2O 3 、 5 10 2 , 以及 C 、 5 1等 。 具体 选 择 增强相 时要 将其用途 、 复合材料 的 生产 工艺及 整个复 合材料 的成本 等因素综合 起 来统 筹考虑 川 。 ( 1) 用 途 的 影响 。 如 用 作结构 材料 , 就要 选 择 高 模量 、 高 强 度 、 低 密度 的增 强相 , 且颗 粒 形状 为球形 或近 球形者 为佳 。 如 用作热控 元 件 , 则要选 低热 膨胀 系数 、 高导热 性 的增强 佳木斯工学 院
1996,N2 材导报 相 所以要根据基体、工艺温度及在液相中停留 (2)生产工艺的影响。无论采用么样的时间长短来选择复合材料的增强相。增强相 工艺生产复合材料,都希望得到增强相均匀的尺寸大小也很重要,粗大的颗粒会受重力 分布的组织因为只有这样,才能充分发挥增影响而产生严重的铸造偏析,而过细的颗粒 强相的作用。如用粉末冶金工艺生产复合材会增大液体的粘度使生产困难。大部分液态 料要想使增强相与基体粉末均匀混合,就要工艺中使用的增强颗粒尺寸为10~20m 精心选择二者的尺寸。如尺寸比为0.7:1的 另外,增强相的体积分数对复合材料性 sC/Al就比尺寸比为0.3:1的SC/A1混能有很大影响,目前有三种测试方法:①数点 合得均匀。在一些增强相需和液态金属接触法;②联想分析法;③酸浸蚀法6] 较长时间的工艺中,增强相会与液态金属发 (3)成本的影响。使用颗粒增强的目的是 生反应,如SC在绝大多数A合金中都是提高复合材料的模量和强度等性能。在此前 热力学不稳定的,会与A反应生成Al4C3,提下,要尽量降低其成本因此选择的颗粒增 但SiC在Mg合金中则稳定。另一方面,强相成本应尽量等于或低于基体的成本 Al2O3对不含Mg的Al合金稳定,但在Mg 基于以上考虑,目前应用最广泛的增强 合金中不稳定会反应生成Al2MgO4。增强相相为SC和Al2O3等,其部分性能见表 与基体过大的反应会降低复合材料的性能,1,9-10 丧1常用增强相的部分性能 颗粒彈性模量GNm-2密度,gcm-3热膨胀系数K-1比热,·kg-K-1导热系數,Wm-1K-1泊松比 420~450 4.3X10 0~40(1100°C)0.1 380~450 5~10(1000°)0.25 B.C 2.52 3.5×10- 0.21 Si112.4233 3.0×10-6 1000.42 22基体 能力,故早在1960年M, Kuhle就开始系统 目前已制得的颗粒增强金基复合材料有研究此问题口。目前人们普遍接受的观点是 l基、Mg基、Ni基、Ti基、Cu基、Zn基、Fe要使界面结合强度最大必须使其润湿 基及金属间化合物基等,其中Al、Mg合金因 通过用座滴法测量接触角可求得润湿 具有低密度、高导热性等特点而成为目前最性,根据杨氏方程:Y=Ycos+Y,(式中 常用的基体。有些在A合金中用于细化晶y和X分别为固液固气、液气相之间 粒的元素如T加入A/SCp中,会促使析的界面能,固相即为增强颗粒,)只有当6< 出弥散的A3T相从而提高热稳定性,降低90时才能润湿。从热力学角度来看。降低接 扩散系数,所以T是A合金复合材料中常触的途径主要有:①增加颗粒界面能;②减小 加入的元素。另些元素如Mn、Cr等虽然在 般的A1、Mg合金中作晶粒细化剂,但在固-液界面能;③降低液态金属的界面张力。 实际生产中采用的方法主要有:①用金 A|Mg基复合材料中则可能与增强相反应属包覆陶瓷颗粒,如用Ni、Cu包覆SCp② 生成粗大的金属间化合物,而使复合材料的向金属基体中添加活性材料,如Li、Mg、Ca、 韧性降低,因此要避免之 Ti、Zr等;③对陶瓷颗粒进行热处理6],如 2.3基体增强相界面 siCp表面经常包覆着SiO2,对其热处理可去 基体-增强相界面令人感兴趣是因为此 区城决定复合材料变形时的载荷传递和抗裂除SO2而使润湿性增强。 2.4基体-增强相反应区 o1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
1 9 9 6 , 卜9 2 材 料 导报 相 。 (2 )生 产工 艺的 影响 。 无论采用 {f 么样 的 工 艺生 产 复合材 料 , 都希望 得 到增 强相 均 匀 分布的组织 。 因为只有这样 , 才能充分发挥增 强相的 作用 。 如用 粉末冶金工 艺生 产复合材 料 , 要 想使增 强相 与基 体粉末均 匀 混合 , 就要 精心选 择二者的尺寸 。 如尺寸 比为 0 . 7 , 1 的 si C / A l 就 比 尺 寸 比 为 0 . 3 , 1 的 SI C / A l 混 合得均 匀 。 在 一些 增 强相 需和 液 态金属 接触 较长 时 间 的工 艺 中 , 增强 相会与液 态 金属 发 生反应 [7j , 如 si C 在 绝大多 数 A I合金 中都是 热力 学 不 稳 定 的 , 会与 A I反 应生 成 A l不 3 , 但 SI C 在 Mg 合 金 中 则 稳 定 。 另 一 方 面 , A1 2O , 对不 含 M g 的 A I 合金 稳 定 , 但在 M g 合金中不稳定会 反应生成 A l : M g O 。 。 增强 相 与基 体 过大 的反 应会 降低复合材料的性 能 , 所 以 要 根据 基 体 、 工 艺温度 及在 液 相中停 留 时 间 长短来 选择复合材料 的增强相 。 增 强相 的尺寸大 小也 很 重 要 , 粗大 的颗 粒 会受 重力 影响 而 产 生严重的 铸造 偏析 , 而 过细的 颗 粒 会增 大液 体的 粘度 使生产困难 。 大部分液态 工艺 中使用 的增 强颗粒尺 寸为 10 一2 0 “m 。 另 外 , 增强 相 的 体积分 数对 复合材料性 能有很 大影响 , 目前有三 种测试方法 : ¹ 数点 法 ; º联 想分 析法 ; » 酸 浸蚀法 [8] 。 (3 ) 成 本 的 影响 。 使 用颗粒增强 的 目的是 提 高复合材料的 模量和 强度等性能 。 在此前 提 下 , 要尽 量降低 其成 本 , 因此选择 的颗 粒增 强 相 成本应 尽量等于 或低于 基体的成本 。 基于 以 上考虑 , 目前应用 最 广 泛 的 增 强 相 为 SI C 和 A 几0 3 等 , 其 部 分 性 能 见 表 l [ 7 , 卜 10 〕 。 表 , 常 用增强相 的部 分性 能 颗 粒 弹性模量 , G N m 一 , 密度 , gc m 一, 热膨胀系数 , K 一 ‘ 比热 , J · kg 一 lK 一 , 导热系数 , w 。 一 lK 一 ’ 泊松 比 SI C 420 4 50 3 . 2 4 . 3 X 10 一 ‘ 8 40 1 0 4 0 (1 10 0 O C ) 0 . 17 A I : 0 3 38 0 4 50 3 . 9 6 7 . 0 X 10 一 10 50 5一 10 ( 10 0 0 o C ) 0 . 25 B 一C 44 8 2 . 52 3 . 5 X 10 一 6 39 0 . 21 5 1 11 2 . 4 2 33 3 . 0 X 10 一 ‘ 10 0 0 . 4 2 2 . 2 基体 目前 已制得的 颗粒增 强金 基复 合材 料 有 A I 基 、 Mg 基 、 N i 基 、 T i 基 、 C u 基 、 Z n 基 、 F e 基及金属 间化合物 基 等 , 其 中 Al 、 M g 合金 因 具有低 密度 、 高导热 性等特 点而 成 为 目前 最 常用的基 体 。 有 些 在 A I 合 金 中用 于 细 化 晶 粒的元 素 , 如 T i 加入 Al / SI Cp 中 , 会促 使 析 出弥散 的 A 1 3 Ti 相 , 从而 提高 热 稳定 性 , 降低 扩散 系 数 , 所 以 T i 是 A I 合金复合材 料中 常 加入 的元 素 。 另 一些 元素如 M n 、 C r 等虽然 在 一 般 的 A I 、 Mg 合金 中作晶粒细 化剂 , 但 在 Al 、 M g 基 复 合材料 中则 可 能与增 强 相 反 应 生成 粗大的金 属 间 化合物 , 而 使 复合材 料的 韧性 降低 , 因此要 避 免之 。 2 . 3 基 体 一 增强相 界面 基 体 一 增强 相 界 面 令 人 感兴 趣 是 因 为 此 区域决定复 合材 料变形 时的载荷 传递 和抗 裂 能 力 , 故 早 在 1 9 6 0 年 M . K u hl e 就 开 始 系 统 研 究此 间题川 。 目前人 们普遍接 受的观点是 要使 界面 结合 强度 最大 必须使其 润湿 。 通 过 用座 滴法 测 量 接触 角 可 求得 润 湿 性 , 恨 据 杨 氏方 程 : Ys 。 一 叭 。 co s e + 吮 , ( 式 中 : 天 : 、 艺 。和 艺 。分 别 为 固 一 液 、 固 一 气 、 液 一 气相 之间 的 界 面 能 , 固 相即 为增 强 颗 粒 , ) 只 有当 O< 90 “ 时 才能润湿 。 从热力学 角度来看 。 降低接 触 的途径主 要有 : ¹ 增 加颗粒界面 能 ; º减小 固 一 液界 面能 ; » 降低液 态金属 的界 面张 力 。 实 际 生 产 中采用 的方 法 主 要有 : ¹ 用金 属 包 覆 陶 瓷 颗 粒 , 如 用 Ni 、 C u 包覆 SI C p ; º 向金 属基 体中 添加 活性 材料 , 如 Li 、 M g 、 c a 、 Ti 、 Z r 等 ; » 对 陶 瓷 颗 粒 进行 热 处 理川 , 如 SI C p 表 面经常 包覆着 51 0 : , 对其 热 处理 可去 除 51 0 : 而使 润湿 性增 强 。 2 . 4 基 体 一 增 强 相反应 区
材料导报 1996,N02 虽然轻度的界面反应可能使金属基复合 除上述工艺外,我国和日本还有人 材料的承载能力增加,但过大的反应区将降开发出了阻浮工艺,即向基体合金中加入某 低其性能,因此要控制界面反应区的宽度。如种金属氧化物后,再加入增强颗粒并搅拌,氧 在SCp强化A合金中,液态下会发生如下化物抑制增强相粒子的上浮,从而得到增强 反应 相分布均匀的复合材料。杨静煜等还研究出 4Al+3SiC=Al, C3+ 3Si (1)了一种中间合金法 4Al+4SiC=AlSiC4+ 3Si (2)液态浸涔工艺 其中如仅有反应(1)则界面结合强度高,使性 该工艺是先将陶瓷颗粒用粘结剂粘结起 能提高,而进一步发生反应(2)则会使性能急来做成预制件,用惰性气体或机械装置作为 剧下降,因此要采用适当的工艺加以控制,使压力媒体将金属液压入预制件的间隙中,凝 得只进行反应(1),而无法进行反应(2)。 固后即形成复合材料。据此原理我国还开发 2.5基体-增强相结合强度 出了真空压力浸渗工艺( Lanxide公司也有 基体增强相结合强度的高低直接关系此工艺15),即将颗粒预制件固定在真空压 到整个复合材料的性能,因此测试基体增强力浸渍炉中,加热抽真空(基体合金也在真空 相结合强度显得很重要,目前一般采用界面炉中熔化,保温足够长时间,温度均匀后通入 剪切强度测试法,即①纤维拉出测试;②用中高压惰性气体使熔融金属液在真空和压力怍 心嵌有SC块的铝盘进行冲孔测试。其缺点用下渗入颗粒预制件,达到浸渍复合目的。 是会导致SC的脆性断裂。较提倡的是使 (3)液态氧化工艺( Lanxide工艺)62 SiC柔性断裂的方法1,原理是通过先使增 将陶瓷预制件做成产品的最终形状,在 强相颗粒周围形成空洞,并使空洞扩大,最后气相中(一般为空气)连续地浸入液态合金使 导致断裂测量所需的应力值的大小来测得其其发生氧化反应,有空隙的陶瓷预制件就形 结合强度。试棒是采用中间带圆角沟槽的扫成了由氧化反应产物和未反应的金属合金组 描电镜动态拉伸试棒 成的复合材料。 3制作颗粒增强金属基复合材料的几 (4)XD工艺 种工艺 XD工艺是 Martin marietta公司开发 出的一种使陶瓷颗粒在金属液中自生的工 3.1液态工艺 艺,其原理是将形成产物所需的各种粉末混 (1)液态金属-增强相混合工艺( Dural工合并压坯,加热至发生自动燃烧合成的温度 借助粉末间发生的放热反应生成所需要的增 这些工艺包括:①用惰性气体喷枪向液强颗粒。目前最引人注目的增强颗粒为TiB: 态金属中射入增强相颗粒的喷射分散法;②和TiC,这两种颗粒是靠如下反应生成的: 在液态金属充型时向金属液流中加入增强颗 2B+Ti+Al→TiB2+Al 粒;③向液态金属中加入增强颗粒并加以机 C+Ti+Al→TiC+Al 械搅拌的搅拌法;④向液态金属中加入小模 我国也有人对此工艺作了探索性研 制块并搅拌,小模制块由基体金属粉末和增究161 强颗粒组成;⑤用离心加速度将增强颗粒分3.2固态工艺 散于液态金属中的离心法;⑥用往复棒将颗 1)粉末冶金法(PM法) 粒压入液态金属中的压入法;⑦在用超声波 粉末冶金早已为大家所熟悉,它是将快 搅动液态金属的同时加入颗粒;⑧零重力工速凝固的金属粉末和增强颗粒混合,经过去 艺此工艺需超高真空及长时间的高温。 气、热压固结,然后轧制、挤压或锻造成所需 o1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
材 料 导报 1 9 9 6 , M Z 虽然 轻度 的界面 反 应可能 使金 属 基复合 材料 的 承载 能 力 增 加 , 但过大 的 反应 区将 降 低 其性能 , 因此 要控 制界 面反 应 区的宽 度 。 如 在 SI C p 强 化 A I合金 中 , 液 态下 会发生 如 下 反 应 : 4 A I+ 3S IC = A I ; C 3 + 3 5 1 (l ) 4 A I+ 4 S IC = A I 一 S IC ‘ + 3 5 1 (2 ) 其 中如仅 有反 应 (l)则 界面结合强度 高 , 使 性 能提高 , 而进一步 发 生反应 (2 )则 会使 性能 急 剧 下降 , 因此 要采 用适 当的 工艺 加 以控制 , 使 得 只进 行反应 (1 ) , 而无 法进行反 应 (2 ) 。 2 . 5 基 体 一 增 强相结 合 强度 基 体 一 增 强 相 结 合强 度 的高 低直接关 系 到 整个复 合材 料的性能 , 因此测 试基体 一 增 强 相结合 强度 显 得 很重 要 , 目前 一 般 采 用界 面 剪 切强度 测 试法 , 即¹ 纤维 拉 出测 试 ; º用 中 心 嵌有 SI C 块 的铝 盘进 行冲孔 测试 。 其 缺 点 是 会 导 致 SI C 的 脆 性 断 裂 。 较 提 倡 的是 使 SI C 柔性 断裂 的方 法〔‘’] , 原 理 是通 过 先使 增 强 相颗 粒周 围形 成 空洞 , 并使 空 洞扩 大 , 最 后 导致断 裂测 量所 需 的应力 值的大 小来 测得 其 结 合强 度 。 试棒 是采 用 中间带 圆角 沟槽的 扫 描 电镜动 态拉伸试 棒 。 3 制作颗粒增强金属基复合 材料 的几 种工 艺 3 . 1 液 态工艺 ( l) 液态金 属 一 增 强相 混合 工 艺 ( D u r al 工 艺 ) [ 。 . 12 〕 这 些 工艺 包 括 : ¹ 用惰性 气 体 喷枪 向液 态 金属 中射入增 强 相颗 粒 的喷 射分散 法 ; º 在 液 态金 属 充型时 向金 属液 流 中加 入增强 颗 粒 ; » 向液 态 金 属 中加入 增 强 颗粒 并加 以 机 械 搅 拌的 搅拌法 ; ¼ 向液 态 金属 中加 入 小 模 制块并 搅 拌 , 小 模制块 由基 体金 属 粉末和 增 强 颗 粒 组 成 ; ½ 用离 心加 速 度 将增 强颗 粒 分 散 于 液 态 金属 中 的离 心 法 ; À 用往 复 棒将 颗 粒 压 入 液 态 金属 中的 压 入法 ; ¿ 在 用超 声 波 搅 动 液 态 金 属 的 同时 加 入颗 粒 ; À 零 重力 工 艺 , 此 工 艺需超 高真 空及 长 时间 的高 温 。 除 上述 工 艺 外 , 我 国〔”〕和 日本〔川还 有人 开发 出 了阻浮 工 艺 , 即 向基 体 合金 中加 入某 种金 属 氧化 物后 , 再加入 增强 颗粒 并搅拌 , 氧 化物 抑 制增 强 相 粒子 的上 浮 , 从 而 得到 增强 相分布均 匀 的 复合 材料 。 杨 静煌等还研究 出 了一种 中间合金法 闭 。 ( 2 ) 液 态 浸 渗 工 艺 该工 艺是 先将 陶 瓷颗粒用枯结剂粘结起 来做 成 预 制 件 , 用 惰性气体或机 械 装 置作 为 压力 媒 体 将 金 属 液压 入 预 制件的 间隙中 , 凝 固后 即形成 复 合材料 。 据此 原理 我 国还开发 出 了真 空 压 力 浸 渗 工 艺 ( L an xi de 公 司 也有 此 工 艺[l ’〕) , 即将 颗 粒 预制 件 固 定 在真 空 压 力浸 渍炉 中 , 加热抽 真空 ( 基体合金 也在 真空 炉 中熔 化 , 保 温足 够 长时 间 , 温度 均匀后通入 高压惰性气体使 熔融 金属 液在 真空和 压力作 用 下渗入 颗 粒预 制 件 , 达 到浸 渍复合 目的 。 ( 3) 液 态 氧化 工 艺( L a n x id e 工 艺) [ 6 · ’2 〕 将陶 瓷 预 制件 做 成 产 品 的最 终形状 , 在 气相 中( 一般 为空气 ) 连 续地 浸入液 态合金使 其 发 生氧 化 反 应 , 有 空 隙 的 陶瓷预 制件就 形 成了 由氧化 反 应产 物和 未反 应的金属 合金组 成 的复 合材 料 。 ( 4 ) X D 工 艺[ ’〕 X D 工 艺是 M a r t i n M a r i e t t a 公 司 开 发 出的一 种 使陶 瓷颗 粒 在 金属 液 中 自生 的工 艺 , 其 原 理 是将 形 成产 物 所需 的 各种粉 末混 合 并压 坯 , 加热 至 发生 自动燃 烧合成的温度 , 借 助 粉末 间发 生 的放热 反应 生成所 需要的增 强 颗粒 。 目前最 引人 注 目的增强 颗粒 为TI B : 和 TI C , 这两 种颗粒 是 靠如下反应 生成 的 : ZB + T i + A l T iB Z + A l C + T i + A I T iC + A I 我 国 也 有 人 对 此 工 艺 作 了 探 索 性 研 究〔’6 〕 。 3 . 2 固 态工 艺 ( 1) 粉 末 冶 金 法 ( P M 法 ) 粉 末冶 金 早 已 为大 家所 熟 悉 , 它是 将快 速 凝 固 的 金 属 粉末和 增 强 颗粒 混 合 , 经 过去 气 、 热 压 固结 , 然后 轧 制 、 挤 压或 锻造 成 所需
1996,N2 材料导报 形状的复合材料的工艺方法。 同点是增强颗粒是在液流被雾化后的途中从 (2)高能一高速工艺[61 不同方向加入,并可同时加入几种增强颗粒。 此工艺为短时间内供给高能量、高速度 Gupta和 Lavernia等对此工艺的各种参数 的金属和增强颗粒混合物,使其固结而形成作了大量研究18),采用的是Al-Li-SiCp 复合材料的工艺、该工艺很有发展前途。高速6061SCp、8090-SiCp和Al-Ti-SCp等复合 高能脉冲可在冷模中快速加热导电的粉末,材料。西北工业大学也对此工艺作了研 使其在短时间内达到指定的温度,从而控制究10。 相变和组织粗糙程度,这是常规粉末工艺所 (3)喷射氧化沉积工艺(RAD工艺) 不可能实现的,但此工艺的潜在用途还有待 彭晓东等将 Osprey沉积工艺作了 开发。 些改进,去掉颗粒加入装置,而将整个金属雾 3.3双相工艺 化沉积过程置于氧化性介质中,利用基体合 (1) Osprey沉积工艺 金与氧化介质的反应,在雾化的同时生成增 此工艺为:在坩埚底部开一小孔,当熔融强颗粒制成了Al/Al2O3复合材料,其反应 金属液流出时,将增强相颗粒加入液流中,然为: 后用高速惰性气体将金属液流〔带颗粒的)分 Al()+Q2(g)=÷Al2O3(s) 散成细液滴使其雾化,颗粒及雾化流喷射到 基底上共同沉积成金属基复合材料。该工艺 (4)丰固态复合铸造(流变铸逵)-2 综合了粉末冶金和快速凝固的持点,可实现 此工艺要求将温度控制在液一固相线 制粉和材料复合一步完成具有广阔的发展(基体合金的)之间,加入一定比例增强颗粒 前景。我国已有人对此工艺进行了探索性的并不断搅拌然后迅速升温至液相线以上进 研究 行浇注或压铸即可制成复合材料 (2)可变的多相喷射共沉积工艺(VCM 综合以上所述,将各种工艺的特点列于 工艺) 表2 此工艺基本与 Osprey沉积工艺相同,不 表2各种工艺特点及存在的问题 制造工艺 符 点 存在问题 成本Us$/kg) 离心法 制得环形且内外表面性能各异的铸件凝固速度不易控制 液|搅摔法整体复合低熔点合金 颗粒易聚集、金属液易吸气 态喷射分散法整体复合密度差小 金属液含气量高 工|中间合金法整体复合 中间合金中强化颗粒相互烧结、工艺复杂 艺零重力法整体复合颗粒分布均匀 长时间高温颗粒与基体反应较严重 工艺复杂 液态浸渗表面局部复合 粘结剂渣仁、成形压力大增强相易分布不均 态/粉末治金法基体合金、增强相均可任选,且增强相氧化严重成本高 体积分数可较高 速高能工艺可局部复合组织可控 设备较复杂 沉积 工艺 无基体增强相界面反应问题 工艺参数较难控制 固ⅤCM工艺晶粒细小 艺 半固态复合 整体复合 设备复杂、增强相体积分数不可过高 o1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
1 9 9 6 , 吧2 材料 导报 形 状的复 合材 料 的工 艺方法 。 (2 )高能一 高速 工 艺[ 6 〕 此 工 艺 为短 时 间 内供 给高 能量 、 高 速 度 的金属 和 增 强 颗 粒混 合物 , 使 其 固结而 形 成 复合材料 的工 艺 、 该工 艺很 有发展 前途 。 高速 高 能脉 冲可 在 冷模中快 速 加热 导 电 的粉 末 , 使其 在 短 时 间 内达到 指定 的 温度 , 从而 控 制 相 变和 组 织 粗 糙程度 , 这 是常 规粉末 工 艺 所 不可能 实现 的 , 但此 工 艺 的 潜 在 用途 还 有待 开发 。 3 . 3 双相 工艺 (l) O s p r e y 沉 积 工 艺 此 工 艺为 : 在增涡底 部开一 小孔 , 当熔 融 金属液 流 出时 , 将增强 相颗 粒加 入液 流 中 , 然 后 用高 速惰 性气体将金 属液 流 (带颗 粒的 )分 散成 细 液 滴使 其雾 化 , 颗 粒 及 雾 化 流喷 射 到 基底上 共 同沉 积成金 属基复合材料 。 该工 艺 综合 了粉 末 冶 金和 快 速 凝 固 的 特点 , 可实 现 制 粉和 材料复 合一步 完 成 , 具有广 阔 的发 展 前景 。 我 国 已 有人对 此工 艺进行了探索性 的 研究[ ! 7 〕 。 ( 2 ) 可 变 的 多相 喷 射 共 沉 积 工 艺 (V C M 工 艺) 此工 艺 基本 与 o s p re y 沉积 工艺 相 同 , 不 同点是 增 强颗 粒 是在液 流 被雾化后 的途 中从 不 同方 向加入 , 并 可 同时加 入几种 增强颗粒 。 G u p t a 和 L a v e r n i a 等 对 此 工 艺 的 各种 参 数 作 了 大 量 研 究 〔6 , ’。 , 采 用 的是 A l 一 Li 一 SI Cp 、 6 0 6 1 一 SIC p 、 8 0 9 0 一 S IC p 和 A I 一 T i 一 S IC p 等复合 材 料 。 西 北 工 业 大 学 也 对 此 工 艺 作 了 研 究 〔, ” 。 (3) 喷 射 氧化沉 积 工 艺(R A D 工 艺) 彭 晓 东 等 〔川 将 o s p r e y 沉积 工 艺作 了一 些 改进 , 去 掉颗 粒 加入装 置 , 而将整 个金属雾 化 沉 积 过 程置 于 氧化 性 介质中 , 利 用基 体合 金与氧 化 介 质 的反 应 , 在 雾化的同 时 生成增 强 颗 粒 制 成 了 A I/ A I : O : 复合 材 料 , 其 反 应 为 : 粤 A l(1)+ 0 2 (g ) 口 2 ‘ , ~ , 、 - . 下 . 八l , U , 气S 夕 J (4) 半 固 态 复合铸 造 (流 变铸造 ) 〔21 一 2 2 , 此 工 艺 要 求 将 温 度 控 制 在 液一 固 相 线 (基 体合金的 )之 间 , 加 入 一定 比例 增 强颗 粒 并 不 断搅 拌 , 然 后 迅 速 升温 至 液相 线以上 进 行浇注或 压 铸 即可制成 复合材料 。 综 合以 上所 述 , 将 各种 工 艺 的特 点列 于 表 2 〔6 一 ’ , ”卜 “3, 。 表 2 各种工艺 特点及存在的问题 制造工艺 特 点 存在问 题 成本(US$ / kg) 液 离心 法 可制得环形且 内外表面性能各异的铸件 凝固速度不易控制 1 5 态 搅拌 法 整体复合 、 低熔点 合金 颗 粒易聚集 、 金 属液易吸气 工 喷射分散 法 整体复合 、 密度差 小 金属液含气量高 艺 中间合金法 整体 复合 中间合金中强 化颗粒相互烧结 、 工艺复杂 零重 力法 整体复合 、 颗粒 分布均 匀 长时 间高温 、 颗粒与 基体反应较严重 、 液 态浸渗 表面局部复合 工艺复杂 粘结剂渣化 、 成形压力大 、 增强相易分布不均 固 粉末冶金法 基体 合金 、 增 强相均可 任选 , 且增 强相 氧化严重 、 成本高 1 0 0 态 高速高能工艺 体 积分数 可较 高 设备较复杂 工 可局 部复合 、 组织可控 艺 液 O s p r e y 沉 积 无 基体增 强相界面反应问 题 工艺参数较难控制 3 3 l 工艺 晶粒细小 设备复杂 、 增 强相体积分数不可过高 固 V C M 工艺 整体 复合 工 半 固 态 复 合 艺 工艺
70 材杆导报 1996,N92 4颗粒增强金属基复合材料的性能 处理、是否挤压等)生产工艺等多种因素的 影响,这里只能做一下大致的比较列于表3 由于金属基复合材料的性能受增强相种46-723). 类以及参数、基体成分、处理方法(如是否热 夜3一些厂家生产的颗粒增强金属基复合材料部分性能 生产工艺欢生产厂家合金及增强相屈服强度MP|抗拉强度MP延伸率%弹性模量P Dural T艺10610%AO, Duralcan公司6061-15%AlO 317 T6处理后 6061-20%AO 8898 2014-10%A2O3 483 3.3 201415%A1O3 2014-20%Al2O3 0.9 A356-10%SCp 6 A356-15%SiCp 324 A356-20%Si 97 粉末冶金工艺+T6处理6061+20%SCp 415 热挤压态(纵向) Alco公司 6061+20%SCw440 Ceracon公司 6061+30%SiCw 570 140 075+15%SiCp(T6) 喷射沉积工艺 049+15‰Scp(T6) 643 Cosplay公司 709029%SCp(T6) 665 735 105 Alcan公司 Al-Li 8090+13%SCp(T4) 8090+13SCp(T6)499 8090+17%SCp(T4) 8090+17%SCp(T6) 3-4 103 XD工艺 Martin Mariette公司201+20%Tcp(T7)4 2.0 基体合金 普通铸造工艺 6061(T6) 310 014(T6) 7075(T6) 8090(T6) 415 485 A356(T6) 220 注:①表中增强相百分比均为体积百分比,P颗粒,W-晶须;②T4、T6、T7为按国隊公认热处理工艺规范处理后的性能;③普 邇铸工艺一栏是为便于基体合金与复合材料性能对比而5 丧4一些厂家生产的颗粒增强复合材料部分性能 生产工艺或生产厂家合金及增强相抗拉强度MPa热膨胀系数,C T磨损失重,g(m 1h 2h 3h 粉末锻造(日本神户制钢所)2024+20%SCp 17.5×10-6 粉末冶金+挤压 Al-20~30%Si 10~8X10 喷射沉积 ZA+15%Al2O235-268 1900.1810.175 (重庆大学) 8490.8360.759 o1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
材 料 导报 1 9 9 6 , 阴2 4 颗粒增 强 金属基复合材料的性能 由于 金属基 复合材料 的性能受增 强相 种 类 以 及 参数 、 基 体成分 、 处理 方法 (如 是否 热 处 理 、 是 否挤 压 等) 、 生 产 工艺等多种 因素的 影 响 , 这里 只能做一 下大致 的 比较列 于表 3 、 4 〔6 一 ? , 2 3 〕 . 农 3 一些厂家生产 的颗 粒增强金属墓 复合材料部分性能 生产工艺或 生产厂家 合金及增强 相 屈服强度 , M Pa 抗拉强度 , M Pa 延伸率 , % 弹性模量 , G Pa D u r a l工 艺 A I 一 M g Z S i 2 9 7 3 3 8 7 . 6 8 1 D u r a l e an 公司 6 0 6 1 一 1 0 %A 1 2 O 3 p 3 1 7 3 5 9 5 . 4 8 8 T 6 处理后 6 0 6 1 一 1 5 纬A 1 2 0 , , 3 5 9 3 7 9 2 . 1 9 9 6 0 6 1 一 2 0 % A 1 2 0 3 p A 卜C u 4 8 3 5 1 7 3 甲 3 8 4 2 0 1 4 一 1 0 纬A I : O 3 p 4 7 6 5 0 3 2 ‘ 3 9 2 2 0 1 4 一 1 5 % A I : O , p 4 8 3 5 0 3 0 . 9 1 0 1 2 0 1 4 一 2 0 % A I : O 3p A 3 5 6 一 1 0 % S IC p 2 8 3 3 0 3 0 . 6 8 1 A 3 5 6 一 1 5 % S IC p 3 2 4 3 3 1 0 . 3 9 0 A 3 5 6 一 2 0 % S IC p 3 3 1 3 5 2 0 . 4 9 7 粉末冶金工艺 + T 6 处理 6 0 6 1 + 2 0 % S IC p 4 1 5 4 9 8 6 9 7 热挤压态(纵向) 6 0 6 1 + 2 0 % S IC w 4 4 0 5 8 5 4 1 2 0 A l e o a 公司 6 0 6 1 + 3 0 % S IC w 5 7 0 7 9 5 2 1 4 0 C o r a e o n 公 司 喷射沉积工艺 A I 一 Z n 一 Mg 5 5 6 6 0 1 3 9 5 C o s p r a v 公 司 70 75 + 15 %SI Cp (T 6 ) 5 9 8 6 4 3 2 9 0 A l e a n 公 司 70 49 + 15%SI CP(T 6 ) 6 6 5 7 3 5 2 1 0 5 7 09 0 + 2 9%SI CP(T 6 ) A I 一 L i 4 5 5 5 2 0 4 1 0 1 80 90 + 13%S ICp(T 4 ) 4 9 9 5 4 7 3 1 0 1 80 90 + 13%SI Cp (T 6 ) 3 1 0 4 6 0 4 一 7 1 0 3 80 9 0+ 1 7%S ICp (T 4 ) 4 5 0 5 4 0 3 一 4 1 0 3 80 90 + 1 7%SI CP(T 6 ) X D 工艺 M a r ti n A I 一 C u 4 2 0 2 0 1 0 5 M a r i e t t e 公司 2 0 1 + 2 0 %T ICP(T 7 ) 普 通铸造工艺 基体合金 2 7 5 3 1 0 2 O 6 9 6 0 6 1 (T 6 ) 4 7 6 5 2 4 l3 7 3 2 0 1 4 (T 6 ) 5 0 5 5 7 0 1 0 7 2 7 0 7 5 (T 6 ) 4 1 5 4 8 5 7 8 0 8 0 9 0 (T 6 ) 2 0 5 2 2 0 6 7 6 A 3 5 6 (T 6 ) 注 : ¹ 表 中增强相 百 分 比均为体积 百 分比 , P 一 籁 较 , w : 晶须 ; ºT 4 、 T 6 、 T 7 为按 国 际公 认 热处理 工 艺规 范处 理 后的性能; » 普 通铸 造 工 艺一 栏是为便于 基体 合金与复合材料性能对 比而 久 表 4 一些厂家生产的颗粒增强 复合材 料部分 性能 生产工艺或生产厂家 合金及增强相 抗拉强 度 , M Pa 热 膨胀系数 , c0 一 ‘ 磨损失重 , g /c m 3 lh Zh 3h 粉末锻造旧 本神户制钢所) 20 24 + 20 % S IC p 520 1 7 . S X I O 一 6 0 . 19 0 0 . 18 1 0 . 17 5 粉末 冶金 + 挤 压 A I 一 20 30 % 5 1 235 26 8 17 14 K I O“ 0 . 8 49 0 . 8 36 0 . 7 59 喷射沉积 A I 一 4 0 一 50 % 5 1 230 27 3 10 8 X 10 一 6 (重庆大 学) Z A + 1 5 % A 1 2O : p Z A
1996,N92 材料导报 71 总体说来,复合材料的强度比基体略有 ③加强基础理论方面的研究,如强化相 提高,但延伸率一般要降低,而比强度及比弹基体等对性能的影响,建立完善的基体-增强 性模量则大大高于基体合金。 相界面对性能的影响的理论模型。 5颗粒增强金属基复合材料的应用 参考文献 前景 1曾汉民,材料科学与工程,1991;(2):1 赵惠田特种铸造及有色合金,1984;(3):15 颗粒增强金属基复合材料具有广阔的应3沈挂荣等铸造,1991:(11);11 用前景,目前的研究结果表明除了在航空航4杨静煜等,铸造,1988;(8):20 天方面的应用外,还可能主要有以下几方面5马世民等热加工工艺1990;(5):3 的应用。 6 Brahim I. A. et al.,]. Mater. Sci., 1991: 263 (1)减磨材料。铝-石墨复合材料的减磨 1137 性能很好,有希望应用于制作气缸、活塞7lydD.J, International Materials Review, 1994;39(1):1 8 Liang X. et al., Mater. Charact., 1992: 28(3)1 (2)抗磨材料。 Bhansali K.J.的研究证 173 明,当合金基体中强化粒子直径较大,其所古9 Alan L.eta.,d.Mer.!pro.,199(7): 比例大于V20vol%时,复合材料的抗磨损 性能比基体合金优越得多(,彭晓东等的研10 Zhang J.etal., Acta Metall. Mater.,1994;42 究也证实了这一点20 (3〕电子封装材料及热敏传感器 11 Argon A.S.et al., Metall. Trans., 1975: 6:825 已有研充表明(2,Al/Si/SCp复合材料的热 12 Srivatsan S et al., Mater Sci. 1991: 26:5965 膨胀系数要大大低于基体的热膨胀系数。日13牛小平铸造,197;(1):19 本住友公司已研究出热膨胀系数为10~8× 14小轿真,日本金属学会志,1990;(1):76 10-/C的A-40~50%Si复合材料。因此有 15 Uekl M. et al., J. Mater. Sci. Lette., 1986:(5) 1261 希望开发出价廉质优的复合材料来进行电子 6陶春虎等,材料工程,1994;(11):10 封装另用复合材料与其热膨胀系数相差较17彭晓东等,宇航材料工艺,19;(1)13 大的金属适当组合有可能开发出热敏传感元18 Gupta M. et al.,J. Mater.si.,19916:667 件 19丁国陆等,复合材料学报,1995;12(3):26 (4)消音、减振材料(阻尼材料)。 zhang20彭晓东等,材料导报1993;(2):72 (02等的研究表明,SiCp及Grp可改善21吴锦波等,铸造,199(6):1 A合金的减振容量,有关这方面的问题还有22 ibson P. R. et al;, Foundry Trade 1982;2 待进一步研究 23陆和明,铸造,1993;(11):16 6有待进一步研究的问题 24 Alm L. et al., Proc. Conf. 2nd AsM Int. eleg tronic Mat. Proc. Congress Microelectronic ①完善已有的低成本工艺,优化工艺参 Packaging Technology Materials and 数,并开发新的更低成本但能生产出高性能 Processes), Philadelphia PA, 1989: April 材料的工艺 25 Kuroishi N.. Horiz. Powder Metall. Proc. In ②加强对低热膨胀系数及高减振容量复 Powder Metall. Conf Exhib. edited by Kayser 合材料的制取工艺及其它性能等方面的研 W.A.etal.,1986;2:965 究 26 Perez R. ]. et al., Metall Trans. A, 1993: 23:701 o1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
19 9 6 , 塑2 材料 导报 总体说 来 , 复 合材 料 的强 度 比 基 体略 有 提 高 , 但延 伸率一般要降低 , 而 比强 度及 比 弹 性 模量则 大大高于基 体合金 。 5 颗粒增 强 金属基复 合材料 的应 用 前景 颗 粒增 强金属 基复合材料具 有广 阔的 应 用前景 , 目前 的研究结果表 明 , 除了在 航空 航 天方 面 的 应用 外 , 还 可能 主 要 有 以下几方 面 的应用 。 (l ) 减磨 材料 。 铝 一 石 墨复合材料 的减 磨 性 能 很 好 , 有 希 望 应 用 于 制 作 气 缸 、 活 塞 等 〔, 。 2 幻 。 (2 )杭磨 材 朴 。 Bh a n s a li K . J . 的研究 证 明 , 当合金 基体 中强化 粒子直径 较大 , 其所 占 比例大 于 v fZ o vo l写时 , 复 合材 料 的抗 磨损 性能 比 基体合金优越 得 多 〔 23 , 彭 晓东等 的研 究也证 实 了这一点 ‘ 2D> 。 (3 )电 子封 装材 料及热敏传 感器 〔, , ’3 一 ’” 。 已有研 究表 明〔 247 , A l/ 5 1/ SI C p 复合材 料 的热 膨胀系数要大 大低 于 基体 的热膨 胀系数 。 日 本住友公 司已研究 出热 膨 胀 系 数 为 10 ~ S X 1 0 一 ‘ / ℃ 的 A 卜4 0 ~ 5 0 % Si 复合材料 。 因此 有 希望 开发 出价廉质优 的复合材料来进行 电子 封装 , 另 用复合材料与其热膨胀 系数 相差 较 大的金 属 适 当组合有 可能 开发 出热敏 传感 元 件 。 (4 ) 消音 、 减振 材 料 (阻 尼 材 料 ) 。 Z h a n g J . ‘, o , 2 ‘〕等 的 研 究 表 明 , S IC p 及 G r p 可 改 善 Al 合金的 减振 容量 , 有关 这方 面 的 问题还 有 待进 一步研 究 。 6 有待进一 步研 究的问题 ¹ 完 善已 有 的 低成 本 工艺 , 优 化工艺 参 数 , 并开 发新 的更 低 成本 但 能 生产 出高 性 能 材料 的工艺 。 º加 强 对低热 膨 胀 系数及 高 减振 容量 复 合材 料 的 制 取 工 艺 及 其 它 性 能 等 方 面 的 研 究 。 » 加强 基础 理 论方面 的研究 , 如强化相 、 基 体等对性能 的 影响 , 建立 完善的基 体 一 增强 相 界 面对性 能 的影 响的理论 模型 。 参考文献 1 曾汉 民 , 材料科学与工程 , 29 9 1 ; ( 2) : i 2 赵惠 田 . 特 种铸造及有 色合金 , 19 84 ; ( 3) : 15 3 沈桂荣等 , 铸造 , 19 9 1 ; ( 11 ) : 11 4 杨静慢等 , 铸造 , 19 8 8 ; ( 8 ) : 20 5 马世 民 等 , 热 加工工 艺 , 19 9 0 ; ( 5 ) ; 3 6 B r a hi m l . A . e t a l . , J . M a t e r . S e i二 1 9 9 1 ; 26 : 1137 7 L l o yd D . J . , I n t e r n a t i o n a l M a t e r i a l s R e vi e w s , 19 9 4 ; 39 ( 1 ) : 1 8 L i a n g X · e t a l · , M a t e r · C h a r a e t · , 19 9 2; 28 ( 3) : 17 3 9 A l a n L . e t a l . , A d y . M a t e r . & p r o e . , 19 8 9 ; ( 7 ) : 23 10 Z h a n g J . e t a l . , A e t a M e t a ll . M a t e r · , 19 9 4 ; 4 2 ( 2) : 39 5 11 A r g o n A . S . e t a l . , M e ta ll . T r a n s . , 19 7 5 ; 6 : 8 25 12 S r i v a t s a n 5 . e t a l . , J . M a t e r . S e i . 19 9 1 , 26 : 59 6 5 13 牛小平 , 铸 造 , 19 8 7 ; ( 1) : 19 14 小轿 真 , 日本金属学会志 , 19 9 0 ; ( l) : 7 6 1 5 U e kl M . e t a l . , J . Ma t e r . S e i . L e t t e . , 1 9 8 6 ; ( 5 ) : 1 261 1 6 陶春虎等 , 材料工程 , 1 9 9 4 ; ( 11 ) : ] o 1 7 彭晓东等 , 宇 航材料工 艺 , 19 9 2; ( 1) : 13 18 G u p t a M . e t a l . , J . M a t e r . Sc i , , 19 9 1 ; 26 : 6 6 7 3 1 9 丁国陆等 , 复合材料学报 , 19 9 5 ; 1 2 (3) : 26 20 彭晓东等 , 材料导报 , 1 9 9 3 ; ( 2) : 7 2 21 吴锦波等 , 铸造 , 1 9 9 1 ; ( 6 ) : l 22 G ib s o n P . R . e t a l . , Fo u n d r y T r a d e J . , 1 9 8 2 ; 2 : 25 3 23 陆于 , 明 , 铸造 , 19 9 3; ( 1 1) : 1 6 24 A l : 、 m L . e t a ] . , Pro e . C o n f . Z n d A S M I n t . E l e e - t r o n i e M a t · P r o e . C o n g r e s s ( M i e r o e l e e t r o n i e P a e k a g i n g T e e h n o l o g y M a t e r i a l s a n d P r o e e s s e s ) , P h il a d e lp h i a PA , 1 9 8 9 ; A p r il : 9 3 25 K u r o i s h i N 二 H o r i z Po w d e r M e t a 】1 . P r oc . 】n t . P o w d e r M e t a ll . C o n f . E x h ib . , e d i t e d by K a y s s e r W . A . e t a l . , 1 9 8 6 ; 2 : 9 6 5 26 P e r e z R . J . e t a l . , M e t a ll T r a n s . A , 1 9 93; 23 : 7 0 1