第27卷第11期 汤爱涛等:金属基复合材料固/液反应制备技术的研究进展155 出TC/A-20S-5Fe复合材料 研究[].兵器材料科学与工程,199023):18 近年来,原位反应雾化喷射沉积成形技术得到了8] DONGH Y,YNCK, CHEN SQ.cta.slid- Liquid Reac- 许多国家的关注。但迄今为止,由于相关的基础性研 tion Synthesis and Thermal Stability of Ti2SnC Powders[J]Jour 究工作滞后,工艺上难以获得增强相均匀分布和显微 nal of Materials Chemistry, 2001, 11: 1 402- 1 407. 组织一致的沉积坯件,致使原位反应雾化喷射沉积成 [9 ZHOU Y C, DONG H Y, WANG X H. Preparation of Ti2SnC by Solid- Liquid Reaction Synthesis and Simultaneous 形技术的实际应用受到限制。这是因为喷射成形过程 Densification Method J. Mat. Res. Inovat., 2002, 6: 219 是一个复杂的工艺过程,众多的工艺参数都影响着沉 积坯的组织和性能现有的理论模型并不能精确地控101KKmA, MIYAMOTO H, MABUCHI H,ea,M 制喷射沉积过程,因此要大力加强对这一技术的基础 crostructure and Mechanical Properties of TiAl/Ti2AiN Comr 和模型化研究,预测和掌握各种工艺参数对喷射沉积 sites Prepared by Combustion Synthesis[J. Materials Trans- 凝固过程的影响规律,为工艺过程的优化控制提供可 action,2001,42(9):1897-1900 靠的理论依据。 []潘复生,张静,陈万志,丁培道.SHS-铸渗法制备铁基 复合材料涂层[J].材料研究学报,1997,11(spl.):165 6结束语 在金属基复合材料的反应合成技术中,固/液反应121AAr K. IKENAGA A.et al. Formation of 是近几年研究最多的原位复合工艺,也是应用较成功 coatig on spheroidal graphite cast iron 的材料制备工艺,很有发展潜力。文中所总结和讨论 substrates by reaction systhesis processing[J]. Materials Tram cations,2003,44(3):407-4 的放热弥散复合技术、接触反应涂层制备技术、液相接 13〗 WANGY S, ZHANGⅹY, ZENG G T,etal. Cast Sinter 触反应合成技术、熔体浸渍技术和固/液反应喷射沉积 Technique for Producting Surface Composites] 复合技术等五种工艺各有特色,工艺本身也有交叉。 经过近几年的努力,固/液反应合成技术已在若干材料141 WANGY S, ZHANGX Y,LIFC,etl. Study on an Fe 体系中较好地解决了增强体分布不均匀、界面质量难 TiC Surface Composite Produced in Situ[J]. Materials and De 以控制等问题。但许多内容目前还有待进一步研究 如工艺的工业化应用能力、显微组织的稳定性、化学反5马乃恒,方小汉,梁工英,等激光熔覆原位合成TA 应的控制、大尺寸复合材料部件的制备、增强体的形成 复合材料[]中国有色金属学报,200,10(6):843 机理、界面结构和界面分析等。 [16]鲁云,马鸣图,潘复生.先进复合材料(书)[M].北京:机 械工业出版社,2003 参考文献 ]程秀兰,潘复生。金属复合材料的反应合成技术材117陈子勇陈玉勇,安阁英金属基复合材料的熔体直接反 应合成工艺[]材料导报,1997,11(2):62-63 料导报,1995,(5)61 [18 ASANUMA H, HIROHASHI M, et al. Fabrication of in situ [2 SURBRAHMAN J, VUAYAKMAR M. Self-propagat- Ai3Ti/Al composite, Advancement in Synthesis and Processes ing High- temperature Synthesis[J]. Mater. Sci., 1992, 27: 6 I Poc. conf. ] Tormoto, Canada, 20-22, Oct., 1992 249 M58l-7 3] KOCZAK MJ, PREMKUMAR M K, merging techologies for[l9]章德铭,李凤珍,刘兆晶,等.TFe原位复合材料的制 the in- situ production of MMCs[J]. JOM, 1993, 45(1) 备工艺优化卩]哈尔滨理工大学学报,2002,7(4)23 [4 B 1, ENARSRUD MA mix carbothermal reduction[20]刘兆晶,章德铭,左锋.熔体覆盖剂对原位TFe复合 ]- Mater.Sc.Let.,1990,9:1389 材料组织和性能的影响[J].哈尔滨理工大学学报 [5〗张二林,杨波,曾松岩,等.A·T-C系中反应生成TC机 2002,7(2):83-86 理研究卩]材料工程,1998,(2):3-5. [21]惠希东,王执福,孙本茂颗粒TC增强铸造Fe-Cr-Ni [6]程秀兰,潘复生,汤爱涛.高温反应烧结制备原位复合材 基复合材料的制备工艺和显微组织卩].铸造,1996, 料[]中国有色金属学报,1999(2):313 η]程秀兰潘复生,汤爱涛.原位铝基复合材料重熔稀释的[22]于化顺,闵光辉,王大庆.反应合成法制备№-Li基复 20/994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http:/nn.cnkinet© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 出 TiC/ Al - 20Si - 5Fe 复合材料。 近年来 ,原位反应雾化喷射沉积成形技术得到了 许多国家的关注。但迄今为止 ,由于相关的基础性研 究工作滞后 ,工艺上难以获得增强相均匀分布和显微 组织一致的沉积坯件 ,致使原位反应雾化喷射沉积成 形技术的实际应用受到限制。这是因为喷射成形过程 是一个复杂的工艺过程 ,众多的工艺参数都影响着沉 积坯的组织和性能 ,现有的理论模型并不能精确地控 制喷射沉积过程 ,因此要大力加强对这一技术的基础 和模型化研究 ,预测和掌握各种工艺参数对喷射沉积 凝固过程的影响规律 ,为工艺过程的优化控制提供可 靠的理论依据。 6 结束语 在金属基复合材料的反应合成技术中 ,固/ 液反应 是近几年研究最多的原位复合工艺 ,也是应用较成功 的材料制备工艺 ,很有发展潜力。文中所总结和讨论 的放热弥散复合技术、接触反应涂层制备技术、液相接 触反应合成技术、熔体浸渍技术和固/ 液反应喷射沉积 复合技术等五种工艺各有特色 ,工艺本身也有交叉。 经过近几年的努力 ,固/ 液反应合成技术已在若干材料 体系中较好地解决了增强体分布不均匀、界面质量难 以控制等问题。但许多内容目前还有待进一步研究 , 如工艺的工业化应用能力、显微组织的稳定性、化学反 应的控制、大尺寸复合材料部件的制备、增强体的形成 机理、界面结构和界面分析等。 参考文献 : [1 ] 程秀兰 ,潘复生. 金属复合材料的反应合成技术[J ]. 材 料导报 ,1995 ,(5) :61. [2 ] SURBRAHMANYAM J , VIJAYAKUMAR M. Self - propagat2 ing High - temperature Synthesis[J ]. Mater. Sci. , 1992 , 27 : 6 249. [3 ] KOCZAKMJ , PREMKUMAR M K. , Emerging technologiesfor the in - situ production of MMCs[J ]. JOM , 1993 , 45 (1) : 44. [4 ] LEE B I , EINARSRUD M A. Low - temperature synthesis of a2 luminium nitride via liquid - liquid mix carbothermal reduction [J ]. Mater. Sci. Lett. , 1990 , 9 : 1389. [5〗 张二林 ,杨波 ,曾松岩 ,等. Ai - Ti - C 系中反应生成 TiC 机 理研究[J ]. 材料工程 , 1998 ,(2) :3 - 5. [6 ] 程秀兰 ,潘复生 ,汤爱涛. 高温反应烧结制备原位复合材 料[J ]. 中国有色金属学报 ,1999 ,9 (2) :313. [7 ] 程秀兰 ,潘复生 ,汤爱涛. 原位铝基复合材料重熔稀释的 研究[J ]. 兵器材料科学与工程 ,1999 ,22 (3) :18. [8 ] DONG H Y, YAN C K, CHEN S Q. et al. Solid - Liquid Reac2 tion Synthesis and Thermal Stability of Ti2SnC Powders[J ] Jour2 nal of Materials Chemistry , 2001 , 11 : 1 402 - 1 407. [ 9 ] ZHOU Y C , DONG H Y, WANG X H . Preparation of Ti2SnC by Solid - Liquid Reaction Synthesis and Simultaneous Densification Method[J ]. Mat. Res. Innovat. , 2002 , 6 : 219 - 225. [10 ] KAKITSUJI A , MIYAMOTO H , MABUCHI H , et al. Mi2 crostructure and Mechanical Properties of TiAl/ Ti2AiN Com2 posites Prepared by Combustion Synthesis[J ]. Materials Trans2 action , 2001 , 42 (9) : 1 897 - 1 900. [11 ] 潘复生 ,张静 ,陈万志 ,丁培道. SHS - 铸渗法制备铁基 复合材料涂层[J ]. 材料研究学报 , 1997 ,11 (suppl. ) : 165 - 166. [12 ] KIMATA T, UENISHI K, IKENAGA A , et al. Formation of thick Ni2Al composite coatig on speroidal graphite cast iron substrates by reaction systhesis processing[J ]. Materials Tran2 scations , 2003 , 44 (3) : 407 - 410. [13〗 WANG Y S , ZHANG X Y, ZENG G T, et al. Cast Sinter Technique for Producuing Iron Base Surface Composites[J ]. Materials and Design , 2000 , 21 : 447 - 452. [14 ] WANG Y S , ZHANG X Y, LI F C ,et al. Study on an Fe - TiC Surface Composite Produced in Situ[J ]. Materials and De2 sign , 1999 , 20 : 233 - 236. [15 ] 马乃恒 ,方小汉 ,梁工英 ,等. 激光熔覆原位合成 TiC/ Al 复合材料[J ]. 中国有色金属学报 ,2000 , 10 (6) : 843 - 846. [16 ] 鲁云 ,马鸣图 ,潘复生. 先进复合材料(书) [M]. 北京 :机 械工业出版社 ,2003. [17 ] 陈子勇 ,陈玉勇 ,安阁英. 金属基复合材料的熔体直接反 应合成工艺[J ]. 材料导报 , 1997 , 11 (2) :62 - 63. [18 ] ASANUMA H , HIROHASHI M , et al. Fabrication of in situ Ai3Ti/ Al composite , Advancement in Synthesis and Processes [ Proc. conf. ] , Tornoto , Canada , 20 - 22 , Oct. , 1992 , M581 - 7. [19 ] 章德铭 ,李凤珍 ,刘兆晶 ,等. TiC/ Fe 原位复合材料的制 备工艺优化[J ]. 哈尔滨理工大学学报 , 2002 , 7 (4) :23 - 26. [20 ] 刘兆晶 ,章德铭 ,左锋. 熔体覆盖剂对原位 TiC/ Fe 复合 材料组织和性能的影响 [J ]. 哈尔滨理工大学学报 , 2002 , 7 (2) :83 - 86. [21 ] 惠希东 ,王执福 ,孙本茂. 颗粒 TiC 增强铸造 Fe - Cr - Ni 基复合材料的制备工艺和显微组织 [J ]. 铸造 , 1996 , (11) :4 - 7. [22 ] 于化顺 ,闵光辉 ,王大庆. 反应合成法制备 Mg - Li 基复 第 27 卷第 11 期 汤爱涛 等 : 金属基复合材料固/ 液反应制备技术的研究进展 155