1995,N95 材料导报 61· 金属基复合材料的反应合成技术 Reactive Synthesis of Metal Matrix Composites 程秀兰潘复生 (重庆大学治金及材料工程系,重庆630044) 摘要综述了全属基复合材料的新型生产工艺一反应合成技术的现状及发展 概况,重点介绍了铸造、粉末冶金、喷射沉积三种工艺过程中的反应合威技术,讨论了 存在的相关问题。 关键词·金属基复合材料反应合成反应铸造自蔓廷高温合成粉末冶金喷射 沉积 Abstract The present status of the reactive synthesis technology for metal matrix c sites is reviewed, and the existing problems are dicussed in this pa- per, with partcular attention to reactive casting, powder metallurgy and reactive Key words metal matrix composites, reactive synthesis, reactive casting Merzhanov用SHS法合成TiB2/Cu功能梯 1前言 度材料的研究中2。金属基复合材料的反应 自本世纪60年代以来,金属基复合材料合成法是指借助合金设计,在一定条件下在 (MMC)因其特有的高强度、高硬度、耐磨及基体金属内原位反应形核生成一种或几种热 耐高温等优良性能,而引起国内外材料科学力学稳定的增强相的一种复合方法。这种增 工作者的普遍关注,现已发展成为先进复合强相一般为具有高硬度、高弹性模量和高高 材料的一个重要分支。长期以来,金属基复合温强度的陶瓷颗粒,即氧化物、碳化物、氮化 材料制造工艺的研究往往侧重于传统的外加物、硼化物、甚至硅化物,如A12O3、Y2O3、 增强体复合法,如铸造复合,粉末冶金(P/SiC、TiC、TaC、TiN、TiB2、SiN、等颗粒,它 M)复合等工艺技术,但人们却发现这类复合们往往与传统的金属材料,如A、Mg、Ti 技术存在着许多问题,如二艺复杂,成本昂Fe、Cu等金属及其合金,或(NiTi)、(ATi) 贵,增强体与基体结合不良,增强体易偏聚等金属间化合物复合,可望得到具有优良性 等针对这些情况,近年来一种新型的金属基能的结构材料或功能材料 复合材料生产方法一反应合成( Reactive 与金属基复合材料传统的复合工艺相 Synthesis)技术应运而生 比,反应合成法的特点是:①一般而言增强体 反应合成法有时又称原位生成复合法,表面无污染,并且由于避免了与基体浸润不 是 Kozak等首先于1989年提出来的1,但良的问题,因而与基体结合良好②增强体大 实际上最早出现于1967年前苏联小和分布较易控制并且数量可在较大范围 本课题为国家教委留学回国人员基金资助项目 S1994-2013ChinaacAdemicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
, 哟 材料 导报 金属基复合材料的反应合成技术 ‘ 程 秀兰 潘 复生 重庆大学冶金及 材料工 程系 , 重庆 摘 要 综 述 了金 属 基复合 材料 的 新 型生 产 工 艺一 反 应合 成技 术 的现 状 及 发 展 概 况 , 重 点介 绍 了铸造 、 粉末 冶 金 、 口 贪射沉 积 三 种 工 艺过程 中 的 反 应合 成技 术 , 讨论 了 存在 的 相 关 问题 。 关键 词 金属基复合材料 反应合 成 反应铸造 自蔓延高温合成 粉末冶金 喷射 沉积 。 。 , ! , , · , , , 一 , , 才斗沪 ‘￡ 八。 前言 自本世纪 年代以 来 , 金属基复合材 料 因其 特有 的高强 度 、 高硬 度 、 耐 磨及 耐高 温 等优 良性能 , 而 引起 国 内外材料 科学 工 作者 的普遍关 注 , 现 已 发展成 为先进 复 合 材料 的一个重 要分支 。 长期 以 来 , 金属 基复 合 材料 制造工 艺的研 究往往侧 重于 传统 的外 加 增 强 体 复 合 法 , 如 铸 造 复 合 , 粉 末 冶 金 复合等工 艺技术 , 但人 们却 发现这 类复 合 技术 存在 着许多 问题 , 如工 艺复 杂 , 成 本 昂 贵 , 增 强 体与基 体 结合 不 良 , 增 强 体易 偏 聚 等 。 针对这些情 况 , 近 年来一 种新型 的金属 基 复 合材料 生产 方 法 — 反 应 合 成 , 技 术应运而 生 。 反应 合 成法 有时 又 称原 位 生 成复 合 法 , 是 等首先于 年提 出 来 的 , 〕 , 但 实 际 上 最 早 出 现 于 年 前 苏 联 用 法 合 成 功 能 梯 度 材料的研 究 中图 。 金 属基 复合材 料 的反应 合成法 是 指借助合金 设 计 , 在一定 条 件下在 基体金属 内原位 反应形 核生成 一种或 几种热 力学稳 定的增强 相的一 种复合 方法 。 这 种增 强相 一般 为具 有高 硬 度 、 高 弹性 模量 和高高 温强 度的陶 瓷颗 粒 , 即氧 化 物 、 碳 化物 、 氮 化 物 、 硼 化 物 、 甚 至 硅 化 物 , 如 、 、 、 、 、 、 、 等 颗 粒 , 它 们 往 往 与传统 的 金 属 材 料 , 如 、 、 、 、 等金 属 及 其 合金 , 或 、 等金 属 间化合 物复合 , 可 望 得到 具有 优 良性 能的结构 材料或 功能材 料〔“一 ‘〕 。 与金 属 基 复合材料 传统 的复合工 艺相 比 , 反应 合成法 的特点是 一般而言 增强体 表面 无 污染 , 并且 由于避 免 了与基体浸 润不 良的 问题 , 因而 与基体结合良好 。 增 强体大 小和 分布较 易控 制 , 并且 数 量可 在较大 范 围 , 本课题 为国家教委留学 回国人 员荃金资助 项 目
材料导报 1995,N95 内调整。⑧在保持材料较好的韧性和髙温性氧化生成一层氧化膜〔如A!2O3、TiO 能的同时,可较大幅度地提高材料的强度和ZrO2),里层金属液再通过氧化层逐渐向表 弹性模量。④具有工艺简便,成本低的特征,层扩散,到达表面时金属液中少量金属便被 并且可制得形状复杂、尺寸大的构件,被认为氧化,进而逐渐蔓延开来,最终形成金属氧化 是最有前途实现产业化的工艺技术之 物增强的金属基复合材料或金属增韧的陶瓷 2金属基复合材料反应合成技术的发基复合材料CMC)其中所形成的氧化物易 展现状 呈网状或骨骼状 Khatri等8利用DMOX法研制出 2.1反应铸造工艺 Al2O3增强的AlCu-Mg、A1Ni、Al-Si-Mg 反应铸造法是将含有复合元素的原材料和ASi-Zn合金基复合材料,其中Al2O3/ 如气体、陶瓷颗粒、金属或盐粒等)加入熔融A1-Ni和Al2O3/AI-Cu更适合于高温使用。 金属液中,采用一定的工艺手段使之与金属研究认为合金液中加入少量Si、Mg是为了 液中的某些元素反应,在金属内部原位生成改变A2O3的生成速度,以最终调节A2O3 所需的增强相,而后浇注成型的方法。根据外含量。如以Cu、Ni代Si,并且同时升高熔体 加组分状态的不同,主要有气一液反应、固—温度,就能增加Al2O3的相对含量。印度 液反应和加盐反应三种反应模式。 Hadapan0和西班牙 Narciso等0利用 2.1.1气一液反应法 DMOX技术成功研制出了Al2O3-SiC颗粒 将氧化性气体(如CH4、N2或空气)通入增强的铝基复合材料,从而避免了SC颗粒 熔融金属或合金液中,使之与熔体中的个别与铝液发生界面反应而产生有害相A1,C3的 组元反应,生成稳定的高强度、高弹性模量的问题,其反应原理式如下: 碳化物、氮化物或氧化物,最终冷却凝固获得 SC+3/2O2=SO2+CO↑ 这种陶瓷颗粒增强的金属基复合材料,其中 siO2+Al→Al2O3+Si 典型反应类型有 关于DMOX技术的A1O3生长机制, CH4+Ti=TiC+2H2↑ Newkirk1于1986年提出了“通道”模型。但 Al+1/2N,=AIN 直接熔体氧化陶瓷的形成是一种非常规性的 Ti+1/2N,=TiN 金属氧化现象,是由气、液、固相同时参与的 Khatri等研究了利用CH4气体与Al 种类似晶体生长的复杂行为,其确切机制 Ti熔体反应生成TC/Al复合材料的复合工尚在进一步研究中 艺。美国 Lanxi公司和日本学者 Makoto2.1.2固一液反应生成法 等研究并开发了一种利用N2(或NH3)与 (1)直接合成法。将碳粉或硼粉加入一定 铝液反应而获得AN/AI复合材料的复合工温度下的金属或合金熔体中并搅拌,或与某 艺。与Al-Ti合金液反应还可得到AN和种金属粉混合加入,使碳或硼与金属液反应 TiN增强的金属基复合材料。同时,他们还生成碳化物或硼化物强化粒子。反应类型有: 发现在合金液体中加Mg、Li等元素,有利于 Ti+2B= TiB, 降低液态铝的表面能,并能增强新生成的陶 Ti+C=TiC 瓷粒子与铝液的相容性 Premkumar12利用钛与碳的反应原理 直接熔体氧化( Direct Melt Oxidation)研制成功了TiC/Al复合材料。 Johns 法,简称DMOX或 DIMOX、DMO法,也是son11通过向铝合金液中添加Ti、B粉(按 利用气液反应的原理,让高温熔融金属液(如 定比例配料)并搅拌从而获得TiB2/Al复 AI、Ti、zr等)暴露在空气中,使其表面首先合材料,同时发现在其复合熔体冷却形核时, S1994-2013ChinaacAdemicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
材料 导 报 , 塑 内调 整 。 在保持 材料 较好 的韧性和 高温 性 能的 同时 , 可较大幅度地 提 高材 料的 强 度 和 弹性模量 。 具 有工 艺简 便 , 成 本低 的特 征 , 并且可 制得形状 复杂 、 尺 寸大 的构件 , 被 认为 是 最有 前途实 现产业 化 的工 艺技术之 一 。 金属基复合材料反应合成技术 的发 展现状 反应铸造工艺 反应 铸造法 是将含 有复合元 素的 原材 料 如 气体 、 陶瓷颗 粒 、 金 属或 盐粒等 加 入熔 融 金 属液 中 , 采 用一 定 的工 艺 手 段 使之 与 金 属 液 中 的某些元 素 反 应 , 在 金 属 内 部原 位 生 成 所需 的增 强相 , 而后 浇注成 型 的方法 。 根据 外 加组 分状 态的 不同 , 主要 有气一 液反 应 、 固一 液 反应和 加盐 反应三 种 反应模 式 。 气一 液反应 法 将 氧化性 气体 如 、 或空气 通 入 熔 融 金 属或 合金 液 中 , 使 之 与熔 体 中 的个 别 组 元反 应 , 生成 稳定 的高 强度 、 高 弹性模量 的 碳 化物 、 氮化 物或 氧化物 , 最终 冷 却凝 固获 得 这 种 陶 瓷颗 粒 增强 的 金 属 基复合材 料 , 其 中 典型反 应类 型有 十 ZH : 个 A I十 1/2N 2一 A IN T i十 1/2N 2一T IN K h at ri 等[s1 研 究了利 用 C H ‘ 气体 与 Al - Ti 熔体反 应生成 TI C /Al 复合材料 的复 合 工 艺 。 美国 L an xid 公 司[6〕和 日本 学者 M ak o to 等 [7j 研 究 并 开 发 了一 种 利 用 N :(或 N H 3 )与 铝液反 应而 获得 A IN /A I复合材料 的复 合 工 艺 。 与 AI 一 Ti 合金 液 反 应还 可得 到 A IN 和 TI N 增强 的金 属 基复合材 料 。 同 时 , 他 们还 发现 在合金液 体中 加 M g 、 L i 等元 素 , 有利 于 降低 液 态 铝 的表 面能 , 并能 增 强新 生 成 的 陶 瓷粒 子与铝液的相 容性 。 直 接 熔 体氧 化 (D i reet M elt O x id ati o n ) 法 , 简称 D M O X 或 D IM O X 、 D M O 法 , 也 是 利 用气液 反应的原 理 , 让高 温熔 融金属 液 (如 A I 、 Ti 、 z : 等)暴 露 在 空 气 中 , 使 其 表 面 首 先 氧 化 生 成 一 层 氧 化 膜 (如 A 1 2 0 3、 T I O Z 、 Zr O Z ) , 里 层金 属 液再 通 过 氧化 层 逐 渐 向表 层 扩散 , 到 达表 面 时金 属 液 中 少量 金属 便 被 氧 化 , 进 而逐渐 蔓延开 来 , 最 终形 成 金属 氧化 物 增强 的金属 基复合材 料 或金 属增 韧 的陶瓷 基复 合材料 (C M C ) 。 其 中所形 成 的氧 化物易 呈 网状 或骨骼 状 。 K h a t r i 等〔‘〕利 用 D M O x 法 研 制 出 了 A l : 0 3 增 强 的 A l 一 C u 一 M g 、 A I 一 N i 、 A I 一 5 1 一 M g 和 A I 一 Si 一 Z n 合 金 基 复 合 材 料 , 其 中 A ! 2 0 3 / A 卜N i 和 A I : 0 3 /A 卜C u 更 适 合于 高 温 使 用 。 研 究 认 为合 金 液 中 加 入 少 量 Si 、 M g 是 为 了 改 变 A 1 2 O : 的 生 成速 度 , 以 最 终调 节 Al : 0 3 含 量 。 如 以 C u 、 Ni 代 Si , 并 且 同时 升 高熔 体 温 度 , 就 能 增 加 A 1 2 O 3 的 相 对 含 量 。 印 度 D h and apani[, 〕和 西 班 牙 N arei so 等[’0 〕利 用 D M O X 技 术 成 功 研 制 出 了 A 1 2 O 3一 SI C 颗 粒 增 强 的 铝基 复合 材 料 , 从 而 避免 了 SI C 颗 粒 与铝液 发 生界面 反 应而 产生 有害相 A I ; C : 的 间题 , 其反应 原理 式如 下 : 5 iC + 3 /20 2一 5 10 2 + C O 个 5 10 2 + A I~ A 1 2 0 3十 5 1 关 于 D M O X 技 术 的 A 1 2 O : 生 长 机制 , N e w k i r k [ , , 〕于 19 56 年提 出 了 “ 通道 ” 模型 。 但 直接熔 体氧 化陶 瓷的形成是 一种 非 常规性 的 金属 氧 化现 象 , 是 由 气 、 液 、 固 相 同 时 参与的 一种 类 似 晶体生长的 复 杂行为 , 其 确 切机 制 尚在进一步 研究 中 。 2 . 1 . 2 固一 液 反应 生成 法 (1) 直 接合成 法 。 将碳 粉或硼 粉加入 一定 温度 下的 金属 或合金 熔体中 并搅拌 , 或与某 种金 属 粉混合加 入 , 使 碳或 硼 与金 属 液 反应 生成 碳化物 或硼 化物强 化粒 子 。 反应 类 型有 : T i十 Z B = T IB Z T i+ C 二 T IC P re m k u m a r [ , “〕利 用 钦与 碳 的 反 应 原理 研 制 成 功 了 TI C /A I 复 合 材 料 。 Jo h ns - s o n [ ’‘一 ’‘〕通 过 向铝合金 液 中添加 T i 、 B 粉 (按 一 定 比例 配 料 )并搅拌 从而 获 得 TI B Z /A I复 合材 料 , 同时 发现在 其复 合熔 体冷 却形 核时 ,
1995,N95 材杵导报 细小而弥散分布的TiB2极易成为铝晶粒形会被还原出来而溶于铝熔体中,而在低于 核核心,从而起到细化晶粒的作用,进一步提Al-Ti和NB液相线温度时,开始形成 高了材料的机械性能, TiAl3和TiB2增强粒子。如扒去不必要的副 值得一提的是 Asanuma等利用铝钛产品,浇注冷却后即得TiB2TiAl3/A复合 直接反应研究开发了Al3Ti/A复合材料,其材料。但同时发现,由于反应过程中外加盐粒 中属斜方晶系的Al3Ti虽硬度高,但在铝基的存在,往往易在所生成的TiB2颗粒表面包 体中往往呈各向异性的长条形。为了改善覆一层不必要的反应物,这对TiB2的增强效 Al3Ti的形状,他们采用降低T含量和连续果有所减弱。反应式为: 缓慢冷却(0.3K/s)的工艺,所得复合材料的 3K2 TiF6+6KBF+10Al 耐磨性比相同含Ti量的铝合金及相同体积 3TiB,+10AlF3+12KF 百分比的SCp/Al复合材料都好 3K,TiF6+13Al-3TiAl3+4AlF3+6KF (2)热还原生成法。利用化学上的置换反2.2粉末冶金工艺中的反应合成 应,将某些陶瓷粒子加入金属熔体中并与之 粉末冶金反应合成金属基复合材料的方 混合,借助它们间间发生的热还原置换反应,法很多,常见的有:自蔓延高温合成、反应烧 可生成所需的新的更加稳定的增强陶瓷颗结、机械合金化等 粒 2.2.1自蔓廷高温合成法(SHS) 日本的小桥真、土取功等6-均探讨了 SHS是前苏联科学家 Merzhanov 铝熔体与金属氧化物进行氧化一还原反应生1967年研制功能梯度材料TiB2/Cu时首次 成Al2O3颗粒增强的金属基复合材料的可能提出来的,有些文献又称燃烧合成、自蔓延燃 性。其基本思想遵循了以下化学反应式: 烧(。它是利用高放热反应的能量使两种或 Al(1)+MeO(s)+Al-Me(l)+Al, O3 两种以上物质的混合体系的化学反应自动持 其中氧化物MeO可为CuO、ZnO、SnO、续地进行下去生成金属陶瓷或金属间化合 Cr2O3TiO2甚至SO2等,母材为铝或含Mg物的一种方法具体过程为将待反应的原料 的铝合金,生成的Al2O3颗粒较细小,且分布粉末混合物压块后,在其一端进行强热点火 均匀。反应温度一般为1000℃左右。其中反应放出的热量传递,将引起相邻区域的物 CuO的反应Gibs自由能变化最大,反应最料发生反应结果形成一个速度为v的燃烧 为强烈,而Cr2O3的反应吉布斯能变化最小,波随着燃烧波的推进原料混合物即转化为 原位反应很难观察到。加入Mg往往是为了产物-1 形成反应中间过渡相尖晶石(MgAl2O4),以 用SHS法制备的材料总数现已有300 促进铝热反应的进行 种以上,包括复合材料、电子材料、陶瓷、金属 日本中田博道8研制开发的TCp/A间化合物、金属超导等在金属基复合材料方 复合材料也是应用了置换反应的基本原理,面,也已有不少报道2,如TiB2/Ti、TiC/ 让SC顆粒与A-Tri熔体反应而原位生成非Ni、AlO2/ATi、AlO3/Fe等。典型反应类 常稳定的增强粒子TiC,其尿理式为 型有 SiC+Ti= TiC+Si Ti+2B+x Cu= TiB2+xCu 2.1.3加盐反应法 (也可用N代Cu) 英国 London Scandinavian公司和俄罗 Ti+C+xNi=TiC+xN 斯Ten1Ko等19发现以含有Ti和B的盐 3Ti02+(4+x)Al=2Al,O3+3Ti+xAl 类(如KBF4和K2TiF)为原材料加入铝熔体 2Al+Fe,O,=Al, O,+2Fe 中,在850C以上时,所加盐中的Ti和B就 3Ti0, +3C+(4+x)Al=3TiC+2Al2O3 S1994-2013ChinaacAdemicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
, 翅5 材 料 导报 细 小而 弥散 分 布 的 TI B : 极 易成 为铝 晶 粒形 核 核心 , 从而 起到 细化 晶粒 的作 用 , 进 一步 提 高 了材 料 的机械性 能 。 值得一 提的 是 A sanu m a 等[’5 〕利用 铝 钦 直 接反应 研究开发 了 A 1 3 Ti /A I复合 材料 , 其 中属 斜方 晶 系 的 A 1 3 Ti 虽 硬 度 高 , 但 在 铝 基 体中往 往 呈 各 向异 性 的 长 条 形 。 为 了 改 善 A 1 3T i的形 状 , 他们 采用 降低 Ti 含 量 和连 续 缓慢冷 却 (0 . 3K / s)的工艺 , 所得 复合 材 料的 耐 磨性 比 相 同含 Ti 量 的 铝合 金及 相 同体 积 百分 比的 SI C p /A l复 合材 料都好 。 ( 2) 热 还原 生成法 。 利用化学 上的置 换反 应 , 将某些 陶瓷粒 子加 入金 属 熔 体 中并 与之 混合 , 借助 它 们间间发 生的热还 原置换 反应 , 可 生成 所 需 的 新 的 更 加 稳定 的增 强 陶 瓷颗 粒 。 日本的 小桥真 、 土取 功等[t 卜 ’7 〕均探 讨 了 铝熔体与金属 氧化物 进行氧 化一还 原反应 生 成 A 1 2 O 3 颗粒增 强的金 属基复合 材料 的可 能 性 。 其基本 思想遵循 了以 下化学反 应式 : A I(l) 十M e O ( s )一A I 一 M e ( l ) + A I Z O 3 其 中 氧 化 物 M eO 可 为 C uO 、 Z n O 、 S n O 、 C r Z O 3 、 T I O : 甚 至 5 10 :等 , 母材 为铝 或含 M g 的铝合金 , 生成的 A 1 2 O :颗粒 较细 小 , 且分 布 均 匀 。 反 应温 度 一 般 为 100 ℃ 左 右 。 其 中 C uO 的 反应 G ib b s 自由能变化最 大 , 反应 最 为强烈 , 而 C rZ O 3 的反应吉布斯能 变化最 小 , 原位反应 很难观 察到 。 加入 M g 往往是 为 了 形 成 反应 中 间过 渡 相尖 晶 石 (M g A1 2 O ; ) , 以 促进铝热 反 应的进行 。 日本 中 田 博道〔’‘〕研 制开 发 的 TI C p /A l 复 合材 料也 是应 用 了置 换 反应 的基 本 原理 , 让 SI C 颗粒与 Al 一 Ti 熔 体反应 而原位 生成 非 常 稳定的增 强粒子 TI C , 其 原理式 为 : S IC + T i= T IC + 5 1 2. 1. 3 加 盐反 应法 英 国 I 矛 o n d o n S e a n d i n a v i a n 公 司和 俄 罗 斯 T e, 1二 , ; K o 。 等[” ] 发现 , 以 含 有 T i 和 B 的盐 类 (如 K B F ; 和 K ZT IF 。 ) 为原 材料加 入铝熔 体 中 , 在 850 0 C 以 上 时 , 所 加盐 中的 T i 和 B 就 会 被 还 原 出 来而 溶 于 铝熔 体 中 , 而 在 低 于 A l 一 T i 和 习 一 B 液 相 线 温 度 时 , 开 始 形 成 T IA 1 3和 T IB : 增 强粒子 。 如扒去 不 必要的副 产 品 , 浇 注 冷 却 后 即 得 TI B Z一 TI A ! 3 / A l 复合 材 料 。 但同时 发现 , 由于反应过程 中外加盐粒 的 存在 , 往往 易在所生 成的 TI B : 颗粒 表面包 覆 一层不必要 的反应 物 , 这对 TI B : 的增强效 果有 所减弱 。 反应式 为 : 3K ZT IF 。 + 6 K B F ; 十 10 A I 一 3 T IB Z + 10 A IF 3 + 12 K F 3 K : T IF 6 + 1 3A I一 3 T IA 1 3 + 4 A IF 3 + 6 K F 2 . 2 粉末冶 金工艺 中的反应 合成 粉末 冶金 反应 合成金属 基复合材料 的方 法 很 多 , 常 见 的有 :自蔓 延高 温 合成 、 反 应烧 结 、 机械合金 化等 。 2 . 2 . 1 自菱延 高温 合 成法 (S H S ) S H S 是 前 苏 联 科 学 家 M erzh ano v 于 19 67 年 研 制 功能 梯 度材 料 TI B Z /C u 时 首 次 提 出来的 , 有 些 文献又称燃 烧合成 、 自蔓延燃 烧 图 。 它是利 用高放热 反应 的能量 使两 种或 两 种 以 上物质 的混合体 系的化学 反应 自动持 续 地 进行 下 去 , 生 成 金属 陶 瓷或金 属 间化 合 物 的一种方法 。 具体过 程为 , 将待 反 应的原料 粉 末混合物压 块后 , 在 其一端进 行强 热点火 , 反 应放 出 的热量 传 递 , 将 引起 相邻 区域 的物 料 发生 反 应 , 结 果形 成 一个速 度为 v 的燃 烧 波 。 随着燃烧 波 的推 进 , 原 料混合物 即转化 为 产 物[20 一 2 , 〕 。 用 S H S 法 制 备 的 材 料 总 数 现 已 有 30 种 以 上 , 包括复合材料 、 电子材料 、 陶 瓷 、 金属 间化合物 、 金属 超导等 。 在 金属基复合材料方 面 , 也 已 有不 少报 道 E, , 一 川 , 如 T IB Z /T i 、 T I C / N i 、 A 1 2 0 3 / A 卜T i 、 A 1 2 0 3 / F e 等 。 典 型 反应 类 型有 : T i+ ZB + x C u 一 T IB Z + x C u (也可 用 N i代 C u ) T i+ C + x N i= T IC + xN i 3T IO Z + (4 + x )A l= ZA I : 0 3 + 3T i+ x A I ZA I+ F e: 0 3一 A I : 0 3 + Z F e 3 T IO : + 3C + (4 + x )A I一 3 T IC + Z A 1 2 O 3 企J J人1‘‘, 户‘
材料导报 l995N05 +xAl 高。原因是反应烧结生成了Al3Ti和AN增 TiN+(4+x)Al=Al3Ti+AIN+xAl 强相。 Sine2将Ti粉和Al粉混合,反应烧 2B, O3+C+(4+x)Al=B,C+2AL,O 结制备了金属间化合物(如AlTi、TiAl和 +xAl Ti3Al)增强的Ti-Al-Mn基复合材料。 另外、日本采用SHS法,以工业熔渣处 Zhuang等{结合HIP技术开发出了Ni3Al 理所得的氧化物为原料,利用铝热反应原理N和Fe3Al/Fe复合材料。在这里,人们发现 在金属表面镀覆A2O3陶瓷的技术已实用可以先用XDN法制备增强体含量很高的复 化其反应式为: 合材料,而后在重熔的同时加入适量的基体 3Fe3O4十8Al=4Al2O3十9Fe+839kJ]/金属进行稀释,铸造后即得增强体含量较低 molAl, O3 的金属基复合材料 Fe2O3+2Al=Al2O3+2Fe+856kJ/mo-2.2.3机械合全化(MA) lAlo MA法是用各种粉末从固态直接形成合 由于反应放热体系的温度分别高达金的一种较新的方法它包括两个过程,一是 3467K和3701K,不仅使反应生成物铁已熔用干式球磨机使金属粉末形变、压聚和粉碎 化,而且使高熔点的Al3O3(Tm=2324K)也机械研磨后,粉粒经反复破碎和冷态接合,微 呈熔融状态。他们利用这种陶瓷已成为熔融晶结晶组织呈球状,形成较为稳定的平均粒 状态的反应体系在金属表面成功地进行了径;二是将处理后的颗粒真空脱气、热压或冷 Al2O3的镀覆20。 处理而固化成形。MA法对制造以陶瓷或金 SHS法制备的金属基复合材料有着生属间化合物作弥散粒子的铝合金有很好的效 产过程简单,反应迅速(0.1~15cm/s),反应果。无须烧结、熔融铸造都能得到颗粒细小 温度高(2273~4273K)等特点,但由于反应分散均匀的金属基复合材料,且形成材料时 速度快,合成过程中温度梯度大,反应难以控不受相图规律的支配,可以较自由地选择金 制,并且产品中空隙度较高,极易出现缺陷集属或构成相 中和非平衡过渡相使产品活性提高。但通过 日本在利用MA法制造金属基复合材 定的致密化措施,如在燃烧反应的同时进料方面的研究开发已卓有成效。将硼粉、钛粉 行加压,可使燃烧产物的密度达到理论密度和基体粉末混合,师冈利政研制了TB2/Cu 的95% 功能材料,渡边龙三等又开发了TiB2/Al- 2.2.2反应烧结 Ti复合材料。真岛一彦{30利用电解铁粉和羰 反应烧结法有时又称XD法。将反应基铁粉在N2气中研磨而得yFeN和FeN2 物粉末和金属粉末按一定比例混合(用球磨增强的铁基复合材料。另外英国学者Ogi- 机进行机械混合),并冷压或热压成型而后no将Ti粉或A|-Ti粉混合,在N2气中研 再将坯块加热到高于基体金属粉末熔点的温磨获得TiN/Ti或A|N-TiN/A|-Ti复合材 度,使粉末反应物发生放热反应生成所需的料,从而验证了Ti和Al在钢球研磨期间,确 陶瓷增强相,从而获得这种粒子增强的金属实发生了对N的吸附 基复合材料。 2.3反应喷射沉积工艺(RSD) 香山滉一郎(°研制的AN/A复合材 RSD是最近几年发展起来的新工艺,典 料就是利用这种工艺,将纯铝粉和10~20%型方法有反应喷雾沉积和反应低压等离子喷 TN粉(1.4pm)混合并热压后,进行反应烧射沉积 结。结果发现烧结后该材料的硬度和强度比2.3.1反应喷雾沉积法(RAD 高强度铝合金(如7075和7076)均显著提 RAD技术是根据 Osprey工艺的基本原 S1994-2013ChinaacAdemicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
材料 导报 1995 , N 旦5 + x A I T IN + ( 4 + x ) A I~ A 1 3 T i十A IN + x A I 2 B 2 0 3 + C 十 ( 4 十x )A I一 B 4 C + Z A 1 2 O 3 + x A I 另 外 , 日 本 采 用 S H S 法 , 以 工 业 熔 渣 处 理 所 得的 氧 化 物 为原 料 , 利 用铝 热 反应 原 理 在金 属 表 面 镀 覆 A 1 2 O 3 陶 瓷 的技 术 已 实 用 化 , 其反 应式 为 : 3F e3() ; + SA I 一 4 A 1 2 O : + g F e + 8 3 9 k J / m o lA I : 0 3 F e Z O 3 + Z A I 一 A 1 2 O :十 Z F e + 8 5 6 k J / m 。 - I A 1 2 O 3 由 于 反 应 放 热 体 系 的 温 度 分 别 高 达 34 67 K 和 370 1K , 不仅 使 反 应 生成 物 铁 已熔 化 , 而 且 使高 熔 点 的 A 1 2 O 。 ( T m = 2 3 2 4 K ) 也 呈熔融 状 态 。 他们 利用这 种陶 瓷 已成 为熔 融 状 态 的 反 应 体 系 在 金 属 表 面 成 功 地 进 行 了 A 1 2 O 。 的镀 覆[2· 2 。〕 。 S H S 法 制 备 的 金 属 基 复 合材 料 有 着 生 产过 程 简单 , 反 应 迅速 (0 . 1 ~ 15c m / s ) , 反 应 温 度 高 (2 273 ~ 427 3K )等 特 点 , 但 由于 反 应 速度快 , 合成过 程 中温度 梯度大 , 反应 难 以 控 制 , 并 且产 品 中空 隙度较高 , 极 易 出现缺 陷集 中和 非平 衡过 渡相 , 使产 品活性 提高 。 但通 过 一 定 的致 密 化措 施 , 如 在 燃烧 反 应 的 同时 进 行 加压 , 可 使 燃烧 产物 的 密度 达 到理 论 密 度 的 95 % [25〕 。 2 . 2 . 2 反 应 烧 结 反应 烧结法 有 时又 称 X D TM 法 。 将 反 应 物 粉末 和 金 属 粉 末按 一定 比 例 混合 (用 球 磨 机 进行 机 械 混 合 ) , 并冷 压 或 热 压成 型 , 而 后 再将坯 块 加热 到高 于基体金 属 粉末熔 点的 温 度 , 使粉 末反 应 物 发生放 热 反 应 生成 所 需 的 陶 瓷增 强相 , 从 而获 得这 种 粒 子增 强 的 金属 基复 合材料 。 香 山 误 一 郎郎〕研 制 的 A IN /A I复 合 材 料就 是利 用这 种 工 艺 , 将 纯 铝粉 和 10 ~ 20 写 TI N 粉 (1 · 4 拜m ) 混 合 并 热 压 后 , 进 行 反 应 烧 结 。 结 果发 现 , 烧结后 该材 料的 硬度和 强度 比 高 强 度 铝 合 金 (如 70 75 和 70 76 )均 显 著 提 高 。 原 因是反 应烧结 生成 了 A 1 3 Ti 和 A IN 增 强相 。 Si b ne 团〕将 Ti 粉和 A I粉混合 , 反 应烧 结 制备 了金 属 间 化 合物 (如 A 1 3 Ti 、 TI A I 和 Ti 3 AI ) 增 强 的 Ti 一 Al 一 M n 基 复 合 材 料 。 z h u a n g 等〔28〕结合 H IP 技 术开 发出 了 Ni 3A I/ Ni 和 F e3 AI /Fe 复合材 料 。 在 这里 , / 、 们发现 可 以 先用 X DI M 法 制备 增 强 体含 量很 高 的复 合材 料 , 而 后在 重熔 的 同时 加 入适 量 的 基 体 金 属 进 行 稀释 , 铸造 后 即得 增 强体含 量 较 低 的金 属基复 合材 料 。 2 . 2 . 3 机 械 合 金化 (M A ) M A 法是 用 各种粉 末从 固态 直接形 成 合 金 的一种较新 的方法 。 它 包括 两个过 程 , 一是 用干 式球 磨机使 金属 粉 末形 变 、 压 聚和粉 碎 , 机械 研 磨后 , 粉 粒经 反复破碎 和冷 态接合 , 微 晶结 晶组 织 呈球 状 , 形 成较 为稳 定 的平 均 粒 径 ;二是将 处理 后 的颗粒 真空 脱气 、 热压 或冷 处理 而 固化成 形 。 M A 法对 制造 以 陶瓷 或金 属 间化合 物作弥散粒子 的铝 合金 有很好 的效 果 。 无须烧结 、 熔融 铸造 都能 得 到颗粒细 小 、 分 散 均匀 的金属 基 复 合材 料 , 且 形 成材 料时 不 受 相 图规律 的支 配 , 可 以 较 自由地 选 择 金 属 或构成 相 。 日本 在 利 用 M A 法 制 造 金属 基 复合材 料 方面 的研究 开 发已 卓有成 效 。 将 硼 粉 、 钦 粉 和 基 体 粉末 混 合 , 师 冈 利政 研制 了 TI B Z /C u 功 能材 料[z9 〕 , 渡边 龙三 等又 开 发 了 TI B Z /Al - Ti 复合材料 。 真 岛一彦 〔’。〕利 用 电解铁 粉和碳 基 铁粉 在 N :气中研 磨而得 羊F e; N 和 F e, ‘ N : 增 强 的铁 基 复 合材 料 。 另 外英国 学 者 0 91 - n o[ 3, 2将 Ti 粉或 A I 一 Ti 粉混 合 , 在 N Z 气中 研 磨 , 获 得 TI N /Ti 或 A IN 一 TI N / A I 一 Ti 复 合材 料 , 从而验证 了 Ti 和 Al 在钢球研 磨期 间 , 确 实 发生 了对 N 的吸附 。 2 . 3 反应喷射沉积工 艺 (R SD ) R S D 是 最近 几年发 展 起 来的新工 艺 , 典 型方 法有 反应 喷雾 沉积和 反 应低 压等离 子 喷 射 沉积 。 2 . 3 . 1 反 应喷 雾沉 积法 (R A D ) R A D 技 术是根 据 O s Pr ey 工 艺的基 本 原
1995N95 材料导报 理,利用铝液在氧化性气氛中自发迅速反应Fe2Als、FeAl3等。另据 Smith3介绍 的特性而提出来的一种新工艺,即采用具有 RLPPS技术可用于AN、Al2O3、SC强化的 液体分散器的特殊装置,在氧化性气氛中将铝基复合材料以及TiAl、Ti3A等金属间化 铝液分散成大量细小的液滴,使其表面氧化合物基复合材料的制造。所用等离子气体为 生成AO3膜,而后这些带有Al2O3簿膜的Ar或He气,反应气氛分别为CH4、C3H3、N2 液滴沉积在一起时,液滴间相互碰撞使表层和O:等。 AlO3膜破碎并分散开来,同时内部铝液迅 总之,无论是RAD技术,还是 RLPPS 速冷却凝固,从而最终形成具有弥散分布了技术,均结合了熔化、快速凝固的特点,在保 Al2O3粒子的铝基复合材料-3 证了细晶基体和增强颗粒分布均匀的同时, 美国 California大学的 Xiaolu Zeng也保证了氧化颗粒与基体间良好的化学或冶 等最近利用RAD技术,将液态NisA(含金结合。所制得的材料具有较高的常温和高 Y和B)在N2O3中雾化喷射沉积,最终氧化温强度,以及高耐磨、耐热性能。由于反应喷 获得Al3O3和YO3增强的Ni3A基复合村射沉积的工艺成本较低、生产速度快,因此具 料。研究RAD工艺发现,通过控制混合气体有很好的发展应用前景 中的氧分压可控制氧化物颗粒的含量及其尺 范固。如增大介质中氧的含量或增大铝波3结束语 分散度(即液滴越细小),有利于提高铝液的 金属基复合材料的反应合成技术具有成 氧化程度,即增加铝基体中氧化物的比例。本低、工艺简单、增强体与基体结合良好、增 2.3.2反应低压等离子喷射沉积法强体大小和数量易于控制等优点,因此是 (RLPPS) 种很有前途的复合方法。随着反应合成工艺 等离子喷射成型的过程也是熔融金属熔和设备的不断完善,所合成的新型工程结构 滴的喷射沉积的过程,低压等离子喷射沉积材料和功能材料可望在不久的将来在航空 有时又称真空等离子喷射沉积 RIPPS法即航天、汽车制造、矿山机械、精密仪器、民用工 是将喷射室预抽至真空后,通入某些气体(如业等方面得到应用。 Ar、He、N2和H2等)使气压升至数千帕;然 然而,由于金属基复合材料反应合成技 后用等离子弧发生器(喷枪)将通入喷射室内术发展历史较短,大部分工艺和反应体系尚 的气体加热和电离,形成高温高速的等高子处于试验和开发研究阶段,要从实验室试验 射流熔化和雾化金属物料;同时在这种高能转向工业性生产,还有许多需要进一步研究 等离子体的轰击碰撞下,反应气体(如CH4、和探索的问题。在今后的工作中,应着重研究 CH3、N2等)和金属小液滴吸收能量而相互反应合成过程的控制措施;进一步优化工艺 反应,生成相应的陶瓷颗粒,再与剩余的金属条件、工艺参数及反应体系;加强对反应合成 液滴一起沉积后即得这种陶瓷顆粒增强的金的复合材料性能的研究,尤其应注意研究增 属基复合材料。这里采用低压的原因,是为了强体大小、形状、分布及体积百分比对金属基 减少金属基复合材料中的孔洞或疏松,降低复合材料性能的影响;加强后续处理工艺(如 沉积时产生的残余应力 挤压、锻造、轧制、重熔等)的研究,以进一步 Tsunekawa等将按一定的比例配好提高材料的某些性能等 的Fe-Al熔体分散成小滴,在N2中进行 我国对金属基复合材料的反应合成技术 RLPs,得到了AN增强的Fe-A金属间化的研究起步较晚研究方向也很少,从整体 合物基复合材料。其中Fe-A金属间化合物上看,与国外的差距还很大但从近几年的研 的类型随含铝量的增加可为 FeAl FeAl.、究进屐来看,一些高校和科研单位已着手进 S1994-2013ChinaacAdemicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
, M S 材料 导报 理 , 利用 铝液 在 氧化 性气 氛 中 自发 迅速 反 应 的特性而 提 出来 的一种新工 艺 , 即 采 用具 有 液体分散器 的特殊装 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 A I : 0 3 膜 , 而 后 这些 带 有 A I : 0 3薄 膜 的 液滴 沉积 在一起 时 , 液滴 间相 互碰 撞 使表 层 A 1 2 0 3 膜破 碎 并 分散 开 来 , 同时 内部 铝 液 迅 速 冷 却凝 固 , 从而 最 终形 成 具 有弥 散 分布 了 A ! 2 0 : 粒子 的铝基复合材料眯 一 ’3 , 。 美 国 C alif o rn i a 大 学 的 X iao l u Z en g 等〔3‘口最近 利 用 R A D 技术 , 将 液 态 N i 3 A l( 含 Y 和 B )在 N Z一 O : 中雾化 喷射 沉积 , 最终 氧化 获得 A 1 2 0 3 和 Y 2 0 3 增强 的 N i 3A I 荃 复合 材 料 。 研究 R A D 工艺 发现 , 通 过控 制混 合气体 中的氧分压 可控制 氧化物颗 粒 的含量 及其尺 寸范围 。 如增 大 介质 中氧的含 量或增 大铝液 分 散 度 (即液 滴越 细 小 ) , 有 利 于提 高 铝 液 的 氧化 程度 , 即增加 铝基体中氧化物 的 比 例 。 2 , 3 . 2 反 应 低 压 等 离 子 喷 射 沉 积 法 (R L P P S ) 等离 子喷射 成型 的过程也是熔融 金属熔 滴的 喷射 沉积 的 过程 , 低 压等 离子 喷 射 沉积 有时 又称 真空等 离子喷 射沉积 。 R L P P S 法 即 是将 喷射室预抽 至 真空 后 , 通入 某些 气体 (如 A r 、 H e 、 N Z 和 H Z 等 )使气 压 升 至 数 千 帕 ;然 后用 等离子弧 发生器 (喷枪 )将 通入 喷射室 内 的气 体 加热 和 电禽 , 形成 高温 高速 的 等离 子 射流 , 熔 化和 雾化金 属物料 ;同时在 这种高 能 等离子 体 的轰 击 碰撞下 , 反 应 气 体 (如 C H ; 、 C 3 H 。、 N Z 等)和 金 属 小液滴 吸收 能 量 而相 互 反 应 , 生成相 应的 陶瓷颗粒 , 再与 剩余的金属 液 滴一起 沉积后 即得这种 陶瓷颗 粒增强 的金 属 基复 合材料 。 这里 采用 低压的 原因 , 是 为 了 减 少金 属 基复合材料 中 的孔 洞或 疏 松 , 降低 沉积时产 生的残 余应力 。 T s u n e k a w a 等[, 5 〕将 按 一 定 的 比 例 配 好 的 F e 一 A l 熔 体 分 散 成 小 滴 , 在 N : 中 进 行 R L P P S , 得到 了 A IN 增 强的 F e一 A l 金 属 间化 合物 基复合材 料 。 其 中 F e一 A ! 金属 间化 合物 的 类 型 随 含 铝 量 的增 加 可 为 F eA I 、 F e AI Z 、 F e Z A 1 5 、 F e A 1 3 等 。 另 据 Sm ith [36〕 介 绍 , R l , P P S 技 术可 用 于 A IN 、 A 1 2 O : 、 S I C 强化 的 铝 基复 合 材料 以 及 TI A I 、 Ti 3 A I 等金 属 间化 合 物基复合材 料的 制造 。 所用等 离子气体为 A r 或 H e 气 , 反应 气氛分 别 为 C H ; 、 C 3 H 3 、 N Z 和 O : 等 。 总 之 , 无 论 是 R A D 技 术 , 还 是 RI J P P S 技 术 , 均 结 合 了熔 化 、 快 速凝 固的 特 点 , 在 保 证 了细 晶 基体和 增 强 颗粒 分布 均 匀 的 同时 , 也 保证 了氧化颗粒 与基体 间 良好 的 化学 或冶 金 结合 。 所制得的 材料具有 较高 的常温 和高 温强度 , 以 及高耐 磨 、 耐热性 能 。 由于 反应喷 射沉积 的工艺成本较 低 、 生产速 度快 , 因此具 有 很好的 发展应用 前景 。 3 结束语 金属 基复合材 料的 反应合成 技术 具有成 本低 、 工 艺简单 、 增 强 体与 基 体结 合 良好 、 增 强体 大 小和数 量 易于 控制 等 优点 , 因此 是一 种很有前 途的复合 方法 。 随着 反应 合成工艺 和设 备 的不断 完 善 , 所 合 成 的新 型工 程结 构 材 料和功 能材料 , 可望在 不久的 将来 , 在航空 航夭 、 汽 车制造 、 矿 山机 械 、 精密 仪器 、 民用工 业等方 面得到应 用 。 然而 , 由于 金属 基 复 合材 料 反 应合 成技 术 发展 历 史较 短 , 大部 分 工 艺和 反应 体 系 尚 处 于试 验和 开 发研 究 阶段 , 要从 实 验室 试验 转 向工 业性 生 产 , 还 有许 多 需要 进 一步 研 究 和 探索的 问题 。 在今后 的工 作中 , 应着重研 究 反 应 合成过 程 的控 制措 施 ;进一 步 优化工 艺 条件 、 工 艺参数及反 应体 系 ;加 强对反应 合成 的复 合材 料性 能 的研 究 , 尤其 应注 意 研究 增 强体大 小 、 形 状 、 分 布及体 积百 分 比对 金属基 复合材 料性能的影响 ;加 强后续 处理工 艺(如 挤 压 、 锻造 、 轧 制 、 重 熔等 )的 研究 , 以 进一 步 提高材 料的某些性 能等 。 我 国对金属 基复 合 材料的 反应 合成技术 的研 究 , 起步 较晚 , 研 究方 向也很 少 , 从 整体 上看 , 与国外 的差距还很 大 。 但 从近几 年的研 究进 展 来看 , 一些 高 校和 科研 单 位 已 着 手进
材料导报 l995,N05 行了SHS法和RAD工艺的研究,并已取得17土取功福水秀春,轻金属,1993;43(1):26 了一定成绩,对反应铸遣也有了初步的尝试18中田博道,长隆郎,金武直幸,轻金属,199343 和探索。在今后的几年中,我国可望在这几方 (3):152 19 TeILTRROH k. LIB. MeT., 1991;(9)154 面的研究中有所突破 20佐多廷博,工业火焰,1988;49(4):242 参考文献 21孔红,硬质合金,1992:9(3):161 2傅正义,袁润章, Munir Z.A.,金属学报,1993 杨冤虹,材料导报,1993;(1):5 29(7):330 2 Surbrahmanyam J, Vijayakumar M 23 Feng H. ], Moore J. J, Wirth D G., Inter Mater.Sci.,1992;27:6249 national Conference on Advanced Synthesis of Koczak M.J., Premkumar M. K, JOM Engineered Structural Materials, [ Proc. Co- 1993;45(1):44 nf.], San Francisco, California, USA, 31 Aug- Koczak M. J, Sahoo P, Advanced Materials 2Sept,1992 for Future Industries Needs and Seeds[Proc,24储双杰,何贵玉,材料科学与工程,1994;12(1): Conf. ] Chiba. Japan,11-14.Dec.1991 Kozak M.J., Mater.Sci.25顾建忠,特殊钢,1994;15(3):6 Eng,1993;A162:153 26香山混一郎,粉体扫上粉末冶金,1992;3 6彦坂武夫国外金属加工,1993;(3);48 (10):823 Kobas hi, Shigeo nishimura, norihisa27 Sine k.,住友轻金属技报,1991;32(4):221 Okayama, ICCM-9 Metal Matrix Composites 28 Zhuang L. Z, Maiewska-Glabus I, Vetter R (ed. Mivavite A), Univ. Zargoza/Woodhead et al., High Tem [Proc. Conf ]. London, UK, 30 Apr-1 May 8 Khatri S. C, Koczak M. J, Chou T et al. Ceram. Eng. Sci., 1992:13: 29师冈利政,粉体扫上U粉末冶金,1992;39(3) andapani S. P, Jayaram V, S 30真岛一彦,粉体扫上粉末冶金,1992;39(3) riso J, Alonso A., Garcia- Cordovilla C.et al., ICCM-9 Metal Matrix Composites(ed. Mi- 31 Ogino Y, Scr. Metall. Mater, 1993; 28(8) ravine A), Univ. Zaragoza/Woodhead Pub. Ltd, 1993 Vol 1: 779 32彭晓东,钱翰城材料导报,1993;(2):72 11 Newkirk M. S, Urqhart A. W, Breval E, 33 Peng Xiaodong, Qian Hancheng, Xiao Xiao J. Mater.Res.,1986;1(1):8 ICCM-9 Metal Matrix Composites(ed. Miravite 12 Premkumar M. K, Chu M. G, Metall. A ),Univ. Zaragoza/Woodhead Pub. Ltd Trans.,1993;24A(10):2356 1993Vol.I:883 13 Johnsson M. Z, Metallkd, 1992: 83(11)1774 34 Zeng Xiaolu, Liu Huimin, Lavernia J,ICCM 14 Johnsson M. Z, Metall. Trans., 1993: 24A(2). 9 Metal Matrix Composites(ed. Miravite A. Univ. Zaragoza/Woodhead Pub. Ltd, 1993 15 Asanuma H, Hirohashi M., Miyoshi K.e vol.I: al., Advancement in Synthesis and Processes 35 Tsunekawa Y, Okumiya M., Gotoh K. et [Proc. conf ], Toronto, Canada, 20-22.Oct al., Mater.Sci.Eng.,1992;A159(2):253 1992, Society for the Advancement of Material 36 Smith R. W., Powder Metall. Int, 1993 and P, Enginneering, 1992: M581 (1);9 16小桥真,轻金属,1992;42(3):138 S1994-2013ChinaacAdemicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
。 6 6 。 材料 导报 19 95 , 幽5 行 了 S H S 法和 R A D 工 艺的研 究 , 并 已 取 得 了 一定 成 绩 , 对反 应 铸造 也有 了初步 的尝 试 和探 索 。 在今后 的几 年中 , 我 国可 望在这几 方 面 的研 究 中有 所突破 。 参 考文献 1 杨霓虹 , 材料导报 , 1 9 9 3 ; ( 1 ) : 5 3 2 S u r b r a h m a n y a m J · , V i j a y a k u m a r M · , J · M a t e r . Sc i . , 1 9 9 2 ; 2 7 : 6 2 4 9 3 K o e z a k M . J . , P r e m k u m a r M . K . , J O M , 1 9 9 3 ; 4 5 ( 1 ) : 4 4 4 K o e : a k M . J . , S a h o o P . , A d v a n e e d M a t e r i a l s f o r F u t u r e I n d u s t r i e s : N e e d s a n d S e e d s [ P r o e . C o n f . 〕 , C h i b a . J a p 。n , 1 1 一 1 4 . De e . 1 9 9 1 5 K h a t r i S . C . , K o e z a k M . J . , M a t e r . S e i . E n g . , 1 9 9 3 ; A 1 6 2 : 1 5 3 6 彦坂武夫 , 国外金 属加工 , 1 9 9 3 ; ( 3 ) : 4 8 7 M a k o t o K o b a s h i , S h i g e o N i s h i m u r a , N o r i h i s a O k a y a m a , I C C M 一 9 M e t a l M a t r i x C o m p o s i t e s ( e d . M : v a v i t e A · ) , U n i v . Z a r g o z a / W o o d h e a d P u b . L t d . 1 9 9 3 V o l . I : 8 0 9 8 K h a : r i S . C , K o e z a k M . J . , C h o u T . e t a l . , C e r a m . E n g . S e i . , 1 9 9 2 : 1 3 : 4 9 5 9 D h a n d a p a n i S . P . , J a y a r a m V . , S u r a p p a M · K . , A e t a M e t a l l . M a t e r . , 1 9 9 3 ; 4 2 ( 3 ) : 6 4 9 1 0 N a r e i s o J . , A l o n s o A . , G a r e i a 一 C o r d o v i l l a C . e t a 1 . , I C C M 一 9 M e t a l M a t r i x C o m p o s i t e s ( e d . M i - r a v i t e A . ) , U n i v . Z a r a g o z a / W o od h e a d P u b · L t d , 1 9 9 3 V o l . I : 7 7 9 1 1 N e w k i r k M . 5 . , U r q h a r t A . W . , B r e v a l E . , J . M a t e r . R e s . , 1 9 8 6 ; 1 ( 1 ) : 8 1 1 2 P r e m k u m a r M . K . , C h u M . G 二 M e ta ll . T ran s . , 1 9 9 3 ; 2 4 A ( 1 0 ) : 2 3 5 6 1 3 J o h n s s o n M . 2 . , M e t a l l k d . , 1 9 9 2 ; 8 3 ( 1 1 ) : 7 7 4 1 4 J o h n s s o n M . 2 . , M e t a l l . T r a n s . , 1 9 9 3 ; 2 4 A ( 2 ) : 4 8 1 1 5 A s a n u m a H . , H i r o h a s h i M . , M i y o s h i K . e t a l . , A d v a n e e m e n t i n 衍nth esi s and P r oc es, e s [ P r o e . 。o n f〕 . , T o r o n t o . , C a n a d , , 2 0 一 2 2 . O e t . 1 9 9 2 , S o e i e t y f o r t h e A d v a n e e m e n t o f M a t e r i a l a n d P r o e e s s E n g i n n e e r i n g , 1 9 9 2 : M 5 8 1 2 6 小桥 真 , 轻金属 , 1 9 9 2 ; 4 2 ( 3 ) : 1 3 8 17 土取功 , 福永秀春 , 轻金属 , 1 9 93 ; 4 3 ( 1 ) : 26 1 8 中 田 博道 , 长隆郎 , 金武 直幸 , 轻 金 属 , 1 9 9 3 , 43 ( 3 ) : 1 5 2 1 9 T e , l 几川、o ” 。 . K · U 日 . 么[c T . , 1 9 9 1 ; ( 9 ) : 5 4 2 0 佐多延博 , 工业火焰 , 1 9 8 5 ; 4 9 ( 4 ) : 2 4 2 2 1 孔红 , 硬质合金 , 1 9 9 2 : 9 ( 3 ) : 1 6 1 2 2 傅正 义 , 袁润章 , M u n i r 2 . A . , 金 属学报 , 1 9 9 3 ; 2 9 ( 7 ) : 3 3 0 2 3 F e n g H · J · , M o o r e J · J · , W i r t h D · G · , I n t e r - n a t i o n a l C o n f e r e n e e o n A d v a n e e d S y n t h e s i s o f E n g i n e e r e d S t r u e 、u r a l M a t e r i a l s , [ p r o e · C o - n f . 〕 , S a n F r a n e i s e o , e a l i f o r n i a , U s A , 3 2 A u g - 2 S e P t , 1 9 9 2 24 储 双杰 , 何贵玉 , 材料 科学与工程 , 1 9 94 ; 1 2 ( 1 ) : 2 3 2 5 顾建忠 , 特殊钢 , 1 9 9 4 ; 1 5 ( 3 ) : 6 26 香 山 混一 郎 , 粉 体 打 止梦 粉末 冶金 , 1 9 9 2 ; 3 9 ( 1 0 ) : 8 2 3 2 7 S i b n e K . , 住友轻金 属技报 , 1 9 9 1 ; 3 2 ( 4 ) : 2 2 1 2 8 Z h u a n g L . Z · , M a i o w s k a 一 G l a b u s 1 . , V e t t e r R · e t a l · , H i g h T e m p e r a t u r e I n t 件r m e ta lli e s , [ P r o e . C o n f . 〕 , L o n d o n , U K , 3 0 A p r 一 1 M a y . 1 9 9 1 29 师 冈利政 , 粉体 打 止挤 粉末 冶金 , 1 9 92 ; 3 9 ( 3 ) : 2 0 2 3 0 真 岛一 彦 , 粉体 打 上挤 粉末 冶金 , 1 9 9 2 , 5 9 ( 3 ) : 1 9 2 3 1 O g i n o Y . , Sc r . M e t a l l . M a t e r . , 1 9 9 3 ; 2 8 ( 8 ) : 9 6 7 3 2 彭晓东 , 钱翰城 , 材料导报 , 1 9 9 3 ; ( 2 ) : 7 2 3 3 P e n g X i a o d o n g , Q i a n H a n e h e n g , X i a o X i a o , I C C M 一 9 M e t a l M a t r i x C o m P o s i t e s ( e d . M i r a v i t e A · ) , U n i v · Z a r a g o z a / W o o d h e a d P u b · L t d , 1 9 9 3 V o 】 . 1 : 8 8 3 3 4 Z e n g X i a o l u , L i u H o i m i n , L a v e r n i a J · , I C C M - 9 M e t a l M a t r i x C o m P o s i t e s ( e d . M i r a v i t e A . ) , U n i v · Z a r a g o z a / W o o d h e a d P u b . L t d , 1 9 9 3 V o l . I : 7 3 1 3 5 T s u n e k a w a Y . , O k u m i y a M . , G o t o h K . e t a l · , M a t e r · S e i · E n g . , 1 9 9 2 ; A x 5 9 ( 2 ) : 2 5 3 3 6 S m i t h R . W . , P o w d e r M e t a l l . I n t . , 1 9 9 3 , 2 5 ( 1 ) : 9