金属基复合材料所具有的高比强度、比模量、良好的导热、导电性、耐磨性、高温性能、低的热膨胀系数、高的尺寸稳定性等优异的综合性能，使金属基复合材料在航天、航空、电子汽车以及先进武器系统中均具有广泛的应用前景。64340

1  原位合成技术的研究现状

由于金属基复合材料制作工艺复杂、成本昂贵，在一段时间内其发展规模一直落后于树脂基复合材料。自20世纪80年代，初日本丰田汽车首次将陶瓷纤维增强铝基复合材料试用于制造发动机活塞以来，金属基复合材料的研制和开发获得了飞速发展，20世纪80年代末期出现了一系列新的复合材料制备技术，其中原位反应合成技术因其工艺简单，材料性能优异、产品成本低、可近终形成型等而成为当今复合材料研究领域的前沿课题之一 [5]。该技术的原理是根据材料设计的要求，选择适当的反应剂（气相、液相或粉末固相），在适当的温度下，借助于基体金属或合金和它们之间的化学反应，原位生成尺寸十分细小，分布均匀的增强相。合成的增强相包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、甚至硅化物，如：Al2O3、TiC、SiC、TiN等颗粒。这些原位生成的增强相粒子与基体间的界面无杂质污染，两者之间有理想的原位匹配，界面结合非常好，增强相粒子热力学稳定。目前报道的原位反应合成技术主要有：放热弥散法（XD）、气液反应合成法（VLS)、自蔓延燃烧反应法（SHS）、直接氧化法（DIMOX）、无压力浸润法（PRIMEX）、反应喷射沉积法（RSI）、接触反应法（CR）、机械合金化法（MA）、原位共晶生长法等[6]。利用这些原位反应合成工艺都成功地制备了金属基复合材料。论文网

2  原位合成技术的发展前景

    通过对金属基复合材料的几种原位反应合成技术及其特征了解，可以看出原位反应合成法是在基体内部生成增强相，并与基体原位复合，克服了强制法增强相表面污染、增强相与基体间界面反应等主要弱点。利用原位反应合成法制备金属基复合材料，在同等条件下，其力学性能一般都高于强制法制备的复合材料。并且原位反应合成技术的原料来源广泛，价格较低，工艺又相对简单、制作成本低、适合并能够大规模工业化生产，因此，是一种很有前途的合成技术。由于其技术上和经济上的优势，近几年来，原位反应复合技术发展十分迅速，其研究方兴未艾，不断有新工艺新方法发明并走向应用，已形成原位反应合成技术家族和原位反应复合材料家族。我国对金属基复合材料的原位反应合成技术的研究虽起步较晚，但受到了科技界极大的重视，有关的研究已列入“863”计划，国内已有30多家高校和科研单位从事这项在材料开发与生产中将引起巨大变革的新技术的研究，并已获得了初步的成果。但是，由于原位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，从实验室转向工业化生产，还有许多问题需要进一步研究和探索。在今后的工作中，应加强研究反应过程中的热力学、动力学机理、微细胞增强相生成机理、界面结构及强度、弥散强化机制及其控制措施，以避免其他副反应夹杂物的产生。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，以提高原位复合材料性能的稳定性。相信随着研究的不断深入和原位反应合成工艺、设备的不断完善，在不久的将来，原位反应合成的新型工程结构材料和功能材料，在航空航天、汽车制造、矿山机械、精密仪器、民用工业等方面会得到广泛的应用。