【正文】 固相成型法和液相成型法。后者是將基體熔化后，充填到增強(qiáng)體材料中，包括傳統(tǒng)鑄造、真空吸鑄、真空反壓鑄造、擠壓鑄造及噴鑄等、陶瓷基復(fù)合材料的成型方法主要有固相燒結(jié)、化學(xué)氣相浸滲成型、化學(xué)氣相沉積成型等。由于復(fù)合材料熱穩(wěn)定性好，比強(qiáng)度、比剛度高，可用于制造飛機(jī)機(jī)翼和前機(jī)身、衛(wèi)星天線及其支撐結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)能電池翼和外殼、大型運(yùn)載火箭的殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等。由于復(fù)合材料具有特殊的振動(dòng)阻尼特性，可減振和降低噪聲、抗疲勞性能好，損傷后易修理，便于整體成形，故可用于制造汽車(chē)車(chē)身、受力構(gòu)件、傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)架及其內(nèi)部構(gòu)件。有良好耐蝕性的碳纖維與樹(shù)脂基體復(fù)合而成的材料，可用于制造化工設(shè)備、紡織機(jī)、造紙機(jī)、復(fù)印機(jī)、高速機(jī)床、精密儀器等。碳纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和不吸收X射線特性，可用于制造醫(yī)用X光機(jī)和矯形支架等。此外，復(fù)合材料還用于制造體育運(yùn)動(dòng)器件和用作建筑材料等。由于復(fù)合材料具有重量輕、強(qiáng)度高、加工成型方便、彈性優(yōu)良、耐化學(xué)腐蝕和耐候性好等特點(diǎn)，已逐步取代木材及金屬合金，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、電子電氣、建筑、健身器材等領(lǐng)域，在近幾年更是得到了飛速發(fā)展。因此，碳纖維、硼纖維等增強(qiáng)復(fù)合材料相繼問(wèn)世，使高分子復(fù)合材料家族更加完備，已經(jīng)成為眾多產(chǎn)業(yè)的必備材料。從全球范圍看，世界復(fù)合材料的生產(chǎn)主要集中在歐美和東亞地區(qū)。據(jù)世界主要復(fù)合材料生產(chǎn)商PPG公司統(tǒng)計(jì)，2000年歐洲的復(fù)合材料全球占有率約為32%，年產(chǎn)量約200萬(wàn)噸。2000年，美國(guó)復(fù)合材料的年產(chǎn)量達(dá)170萬(wàn)噸左右。亞洲近幾年復(fù)合材料的發(fā)展情況與政治經(jīng)濟(jì)的整體變化密切相關(guān)，各國(guó)的占有率變化很大。 從應(yīng)用上看，復(fù)合材料在美國(guó)和歐洲主要用于航空航天、汽車(chē)等行業(yè)。不過(guò)從全球范圍看，汽車(chē)工業(yè)是復(fù)合材料最大的用戶，今后發(fā)展?jié)摿θ允志薮螅壳斑€有許多新技術(shù)正在開(kāi)發(fā)中。為滿足汽車(chē)輕量化要求，必將會(huì)有越來(lái)越多的新型復(fù)合材料將被應(yīng)用到汽車(chē)制造業(yè)中。例如，用植物纖維與廢塑料加工而成的復(fù)合材料，在北美已被大量用作托盤(pán)和包裝箱，用以替代木制產(chǎn)品；而可降解復(fù)合材料也成為國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)研究的重點(diǎn)。以納米改性塑料，可使塑料的聚集態(tài)及結(jié)晶形態(tài)發(fā)生改變，從而使之具有新的性能，在克服傳統(tǒng)材料剛性與韌性難以相容的矛盾的同時(shí)，大大提高了材料的綜合性能。在結(jié)構(gòu)方面不但要求強(qiáng)度高，還要求重量輕，尤其在航空航天方面。金屬基復(fù)合材料相對(duì)于傳統(tǒng)的金屬材料來(lái)說(shuō)，具有較強(qiáng)的比強(qiáng)度和比剛度。與陶瓷基復(fù)合材料來(lái)說(shuō)，具有高韌性和高沖擊性能。因此，對(duì)這種材料的分類既可以基體來(lái)進(jìn)行，也可以增強(qiáng)體來(lái)進(jìn)行。由于鋁的基體為面心立方結(jié)構(gòu)。在制造鋁基復(fù)合材料的時(shí)候，通常并不是使用純鋁而是使用鋁合金。至于選擇何種鋁合金作為基體，則根據(jù)實(shí)際中隊(duì)復(fù)合材料的性能要求來(lái)決定。此外，鈦在中溫時(shí)比鋁合金更好的保持其強(qiáng)度。(3) 鎳基復(fù)合材料這種復(fù)合材料是以鎳和鎳合金為基體材料制作的。人們研制鎳基復(fù)合材料的目的，即使希望用它制造燃?xì)廨啓C(jī)的葉片。但目前由于制造工藝及可靠性等問(wèn)題尚未解決，所以還未取得滿意的結(jié)果。此外，顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的顆粒直徑和顆粒間距很大，一般大于1μm。雖然顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料得強(qiáng)度取決于顆粒的直徑，間距和體積比，單機(jī)體性能也很重要。（3）纖維增強(qiáng)復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料中的纖維根據(jù)其長(zhǎng)度的不同可分為長(zhǎng)纖維、短纖維和晶須，他們屬于一維增強(qiáng)體。當(dāng)韌性金屬基體用高強(qiáng)度脆性性纖維增強(qiáng)時(shí)，基體的屈服和塑性流動(dòng)時(shí)復(fù)合材料的主要特征。碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度和比剛度、耐磨、耐疲勞、低熱膨脹系數(shù)、低密度、高微屈服強(qiáng)度、良好的尺寸穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性等優(yōu)異的力學(xué)性能和物理性能，可廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事、汽車(chē)、電子、體育運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域。目前，各國(guó)相繼進(jìn)入了碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用階段，在美國(guó)和歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家，該類復(fù)合材料的工業(yè)應(yīng)用已開(kāi)始，并且被列為2l世紀(jì)新材料應(yīng)用開(kāi)發(fā)的重要方向。英國(guó)航天金屬基復(fù)合材公司(AMC)采用機(jī)械合金化粉末冶金法研制出了高剛度、耐疲勞的碳化硅鋁復(fù)合材料，已成功地應(yīng)用于法國(guó)Eurocopter公司生產(chǎn)的EC—120新型民用直升機(jī)。作為儀表級(jí)材料，由于其具有高剛度、低密度、高微屈服強(qiáng)度、低熱膨脹系數(shù)、好的導(dǎo)熱性和尺寸穩(wěn)定性，早在1985年，美國(guó)就采用碳化硅鋁復(fù)合材料制成導(dǎo)彈慣性器件儀表殼體，用來(lái)替代鈹合金和鋁合金，并發(fā)展為繼鋁合金、鈹合金之后的第三代航天慣性器件。作為光學(xué)材料，國(guó)外用碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制作輕量化光學(xué)反射鏡。該ULW空間望遠(yuǎn)鏡的主鏡直徑0．3m，整個(gè)望遠(yuǎn)鏡僅重4．54㎏。1997年用該材料制作IRIDI．UMO的系統(tǒng)部件，應(yīng)用于Momrola公司發(fā)射的衛(wèi)星上，并決定以后70多顆衛(wèi)星均使用該材料。作為耐磨材料，Alcan公司生產(chǎn)的碳化硅鋁復(fù)合材料汽車(chē)剎車(chē)片已于1995年由福特汽車(chē)和豐田汽車(chē)正式投入使用。金屬基復(fù)合材料的固態(tài)制備工藝主要為固態(tài)擴(kuò)散法和粉末冶金法兩種方法。在制造短纖維復(fù)合材料粉末冶金方法用的最多，大致上分為兩種，熱壓法和冷壓成型、燒結(jié)法。1) 粉末冶金法所使用的溫度較低，可有效減輕增強(qiáng)體與基體間的有害界面反制得的復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能；2) 顆?；蚓ы毰c基體混合較均勻，偏聚或團(tuán)聚現(xiàn)象不太嚴(yán)重；3) 增強(qiáng)體的加可以任意調(diào)節(jié)，體積分?jǐn)?shù)控制方便，成分比例準(zhǔn)確；4) 此法能夠制備其它方法所不能制備的鋁基復(fù)合材料；缺點(diǎn)是：1)原材料和設(shè)備成本高；2)工藝較為繁瑣，材料易受污染；3)制造出的復(fù)合材料一般都存在內(nèi)部組織不均勻、孔洞率較大的現(xiàn)象，因此必須進(jìn)行二次塑性加工，以提高其綜合性能；4)制品的結(jié)構(gòu)和尺寸受到限制。這種工藝優(yōu)點(diǎn)是可適用于廣泛的金屬基體，而且可控制纖維取向和體積分?jǐn)?shù)；缺點(diǎn)是制造時(shí)間較長(zhǎng)需要高的溫度和壓力，只能制造有限尺寸的試樣。此外，添加的增強(qiáng)體顆粒的尺寸通常需大于10微米，體積含量一般為20％左右，與其他方法相比，該方法制備的復(fù)合材料力學(xué)性能較差，但制備成本最低。(1)擠壓鑄造法該法就是將碳化硅預(yù)制件放人經(jīng)過(guò)精密加工的石墨澆鑄模中，預(yù)熱到一定溫度，加入熔化的Al合金液在壓力作用下先滲入模壁間隙中，繼而滲入預(yù)制件中，最后去壓，冷卻。該法施加壓力可以較大，生產(chǎn)時(shí)間短，滲透可以在幾分鐘完成，工藝的穩(wěn)定性好；缺點(diǎn)就是需要高壓設(shè)備及密封良好的耐高壓模具，所以生產(chǎn)費(fèi)用較高，在生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件方面限制很大。該法生產(chǎn)效果很好，但也存在生產(chǎn)過(guò)程緩慢，設(shè)備復(fù)雜，施加壓力較小的缺點(diǎn)。此法避免了上述兩種方法中高壓力對(duì)設(shè)備的要求，降低了設(shè)備投資和生產(chǎn)成本，但是其特殊的裝置決定了所制產(chǎn)品形狀尺寸的特殊性，通常只能為筒環(huán)狀，因而難以在工業(yè)上得到推廣應(yīng)用。它是將鋁合金錠放在碳化硅預(yù)制件上，在合金熔點(diǎn)以上保溫，Al合金液依靠毛細(xì)管力的作用自發(fā)進(jìn)入預(yù)制件中。除此之外還與舍金中的其它添加元素如“Li、Si、Ti等，以及碳化硅顆粒大小，滲透溫度和時(shí)間等密切相關(guān)。另外滲透速度較慢，需要?dú)怏w保護(hù)也是影響其應(yīng)用的主要原因。利用噴射沉積成形技術(shù)制備顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料是該技術(shù)近年來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。這類方法的最大缺點(diǎn)是增強(qiáng)顆粒利用率低，材料制備成本高。例如由于碳化硅與鋁液之間潤(rùn)濕性差，雖然可以通過(guò)細(xì)化碳化硅顆粒來(lái)提高材料的比力學(xué)性能，但顆粒越細(xì)，顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象越嚴(yán)重，從而影響了復(fù)合材料的性能。（2）界面理論的研究有待進(jìn)一步深人復(fù)合材料的界面理論研究即是研究復(fù)合材料的界面潤(rùn)濕、界面結(jié)構(gòu)、界面結(jié)合機(jī)制和界面穩(wěn)定性等問(wèn)題。研究界面與材料性能的相互關(guān)系已成為復(fù)合材料研究的前沿領(lǐng)域。例如，弄清了潤(rùn)濕機(jī)理及影響因素可以找到改善潤(rùn)濕的途徑。(3）碳化硅鋁復(fù)合材料的成本需要努力降低復(fù)合材料應(yīng)用受到限制的主要原因之一就是生產(chǎn)復(fù)合材料的成本居高不下。通過(guò)優(yōu)化制備工藝，縮短工藝流程，減少輔助設(shè)施，提高工藝效率以及回收利用復(fù)合材料等技術(shù)方法均可降低材料生產(chǎn)的成本。(4)碳化硅鋁復(fù)合材料后續(xù)加工性能值得考慮碳化硅鋁復(fù)合材料由于含硬而脆的碳化硅顆粒，切削難度大。焊接加工也是金屬基復(fù)合材料使用中不可避免的問(wèn)題，材料難以焊接將會(huì)影響其使用范圍。2l世紀(jì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和軍事將得到進(jìn)一步的發(fā)展，許多領(lǐng)域尤其是航空航天、軍工、電子及汽車(chē)工業(yè)，它們的發(fā)展無(wú)疑要對(duì)其所應(yīng)用的材料提出更高要求，這種要求提供了顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的發(fā)展機(jī)遇。（2） 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料也會(huì)在電子工業(yè)和汽車(chē)工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，如電子封裝用復(fù)合材料、計(jì)算機(jī)光盤(pán)、汽車(chē)剎車(chē)盤(pán)等，促進(jìn)這些工業(yè)成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。制定不同的試驗(yàn)配方和燒結(jié)溫度來(lái)制備不同標(biāo)準(zhǔn)的試樣。對(duì)試樣進(jìn)行密度、抗折強(qiáng)度，吸水率，氣孔率、洛氏硬度等物理性能的測(cè)試。由物理性能的變化和區(qū)別來(lái)進(jìn)行理論分析，從而更加深刻的了解碳化硅鋁復(fù)合材料微觀現(xiàn)象，鞏固理論分析。采用此種方法制備碳化硅鋁復(fù)合材料具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：1) 粉末冶金法所使用的溫度較低，可有效減輕增強(qiáng)體與基體間的有害界面反制得的復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能；2) 顆?；蚓ы毰c基體混合較均勻，偏聚或團(tuán)聚現(xiàn)象不太嚴(yán)重；3) 增強(qiáng)體的加可以任意調(diào)節(jié)，體積分?jǐn)?shù)控制方便，成分比例準(zhǔn)確；4) 此法能夠制備其它方法所不能制備的鋁基復(fù)合材料； 根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，共有四個(gè)試驗(yàn)配方、五個(gè)燒結(jié)溫度點(diǎn)；還有考慮到模具承載10g料。其中加入固定的鎂粉占總重量的10%。 將配置好的原料，每次稱量10g裝入模具用壓機(jī)進(jìn)行壓制。在30 MPa壓力下保壓2min，然后再卸壓脫模。 Mould drawing 烘干后的試樣不可以直接拿去進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。這是因?yàn)樵嚇又苯舆M(jìn)行高溫?zé)Y(jié)的話會(huì)出現(xiàn)試樣開(kāi)裂、斷裂現(xiàn)象；粘結(jié)劑必須排掉，不然在高下的釋放同樣會(huì)使試樣損壞。因?yàn)樘蓟?