金屬基復合材料定稿課件

1、金屬基復合材料鋁基復合材料鋁基復合材料基體鋁有許多特點,如質量輕、密度小、可塑性好,熔點低制備工藝簡單。鋁基復合技術容易掌握,易于加工，比強度和比剛度高,高溫性能好,更耐疲勞和更耐磨,阻尼性能好,熱膨脹系數(shù)低。同其他復合材料一樣,它能組合特定的力學和物理性能,以滿足產品的需要。因此,鋁基復合材料已成為金屬基復合材料中最常用的、最重要的材料之一。復合材料增強基分類： 連續(xù)的和非連續(xù)的纖維、晶須、顆粒。特性： 高強度、高模量、高剛度、抗疲勞、耐熱、耐磨、抗腐蝕、熱膨脹系數(shù)小、導電、導熱以及潤濕性、化學相容性、易加工等。 鋁基復合材料的增強纖維有硼纖維，碳纖維，碳化硅纖維等。鋁復合材料的種類與分類鋁

2、合金材料可按增強相，鋁基體及材料特性三方面進行分類。按增強體分類： 長纖維增強復合材料 短纖維增強復合材料 顆粒增強復合材料 混合增強復合材料 納米復合材料 層合復合材料 傾瀉復合材料 表面復合材料 鑄造鋁合金基復合材料 變形鋁合金基復合材料以鋁基體分類 工業(yè)純鋁基復合材料 新型鋁合金基復合材料 結構復合材料以特性分類 功能復合材料 智能復合材料鋁基復合材料的應用1 、在汽車領域的應用 美國的Duralcan研制出用SiC顆粒增強鋁基復合材料制造汽車制動盤,用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)鑄鐵制動盤，使其重量減輕了60%40%,而且提高了耐磨性能,噪音明顯減小,摩擦散熱快;同時該公司還用SiC顆粒增強鋁基復合材料

3、制造了汽車發(fā)動機活塞和齒輪箱等汽車零部件,這種汽車活塞比鋁合金活塞具有較高的耐磨性、良好的耐高溫性能和抗咬合性能,同時熱膨脹系數(shù)更小,導熱性更好。 用SiCp/Al復合材料制成的汽車齒輪箱在強度和耐磨性方面均比鋁合金齒輪箱有明顯的提高。鋁合金復合材料也可以用來制造剎車轉子、剎車活塞、剎車墊板、卡鉗等剎車系統(tǒng)元件2 、在航空航天領域的應用 Cercast公司采用熔模鑄造工藝研制成A357SiC20%Vol+復合材料,用該材料代替鈦合金制造直徑達mm 180、重17.3kg的飛機攝相鏡方向架,使其成本和重量明顯降低, 同時該復合材料還可用來制造衛(wèi)星反動輪和方向架的支撐架。 美國DWA公司用/606

4、1SiC 25%p鋁基復合材料代替7075制造航空結構的導槽、角材，使其密度下降了17%，模量提高了65%。 3 、在電子和光學儀器中的應用鋁基復合材料,特別是SiC增強鋁基復合材料,由于具有熱膨脹系數(shù)小、密度低、導熱性能好等優(yōu)點,適合于制造電子器材的襯裝材料、散熱片等電子器件。SiC顆粒增強鋁基復合材料的熱膨脹系數(shù)完全可以與電子器件材料的熱膨脹相匹配,而且導電、導熱性能也非常好。IBM公司2004年第2期黃永攀等: 鋁基復合材料的性能、應用及制造工藝就是利用其上述性能，在MCMs器件中使用該種材料封裝和改進冷卻系統(tǒng)結構,使其工作時產生的熱量迅速擴散,提高了元件的有效性。 另外鋁基復合材料還可

5、以制造慣性導航系統(tǒng)的精密零件、旋轉掃描鏡、紅外觀測鏡、激光鏡、激光陀螺儀、反射鏡、鏡子底座和光學儀器托架等許多精密儀器和光學儀器4 、在體育用品上的應用鋁基復合材料可以代替木材及金屬材料來制作網球拍、釣魚竿、高爾夫球桿和滑雪板等。用SiC顆粒增強鋁基復合材料制作的自行車鏈齒輪重量輕、剛度高、不易撓曲變形,性能優(yōu)于鋁合金鏈齒輪鎳基復合材料 鎳基復合材料是以鎳及鎳合金為基體制造的。由于鎳的高溫性能優(yōu)良，因此這種復合材料主要是用于制造高溫下工作的零部件。用途：鎳基變形高溫合金廣泛地用來制造航空噴氣發(fā)動機、各種工業(yè)燃氣輪機的熱端部件，如工作葉片，導向葉片、渦輪盤和燃燒室等。燃氣輪機渦輪零件 高溫合金汽

6、車增壓器噴嘴環(huán)葉片 1.鈦基復合材料的種類：鈦是同素異構體，熔點為1720，在低于882時呈密排六方晶格結構，稱為鈦；在882以上呈體心立方品格結構，稱為鈦。 2.熱氫處理對顆粒增強鈦基復合材料顯微組織 原始復合材料的相變溫度為1035C，含氫0.15 wt.%的復合材料，其相變溫度溫度為935C 對于含氫0.60 wt.%的復合材料，其相變溫度溫度為825C 4.生物上的應用Ti2448鈦合金是迄今為止初始楊氏模量最低的鈦合金，與人體組織的生物相容性和力學相容性優(yōu)異，是一種具有人體骨骼仿生特性的新型生物醫(yī)用金屬材料，該合金同時具有高強度、高阻尼、超彈性等優(yōu)異性能和易加工、易焊接等加工性能，在

7、航天等尖端工程領域也具有重要的潛在應用 5.航空中的應用 高溫鈦合金主要用于制造航空發(fā)動機壓氣機葉片、盤和機匣等零件，這些零件要求材料在高溫工作條件下(300600)具有較高的比強度、高溫蠕變抗力、疲勞強度、持久強度和組織穩(wěn)定性。隨著航空發(fā)動機推重比的提高，高壓壓氣機出口溫度升高導致高溫鈦合金葉片和盤的工作溫度不斷升高。經過幾十年的發(fā)展，固溶強化型的高溫鈦合金最高工作溫度由350提高到了600。碳（石墨）纖維SiC顆粒或晶須Al203顆?；蚶w維TiC顆粒B4C顆粒A118B4033顆?；蚓ы氃鰪娤嘟Y 構鎂的性能重量輕：鎂合金是最輕的工程結構材料。鎂的密度1.74，約為鋼的1/4，鋁的2/3，為

8、工程塑料的1.5倍。比強度、比剛度高：鎂合金的比強度明顯高于鋁合金和鋼，比剛度與鋁合金和鋼相當，而遠遠高于工程塑料，為一般塑料的10倍。 減振性好：相同載荷下，是鋁的100倍，鈦合金的300500倍。電磁屏蔽性佳。散熱性好：金屬的熱傳導性是塑料的數(shù)百倍，其熱傳導性略低于鋁合金及銅合金，遠高于鈦合金，常用合金中比熱最高。耐蝕性好：為碳鋼的8倍，鋁合金的4倍，為塑料材料的10倍以上。質感佳：外觀及觸摸質感極佳，使產品更具豪華感。可回收性好：花費相當于新料價格的4%，可回收利用鎂合金制品及廢料。鎂基復合材料的組織與性能 鎂基復合材料組織特征為增強體分布在基體合金中，同時引入了大量的界面以及高密度位錯

9、纏結，其晶粒度較基體合金也小，無論是高密度位錯引起的位錯強化，還是細化晶粒的作用都將提高和改善復合材料的拉伸強度和剛度等力學性能。 擠壓變形、固溶時效以及其它一些工藝的運用和調整都將有利于進一步提高鎂基復合材料力學性能。鎂基復合材料具有良好的阻尼性能(減振性能)、電磁屏蔽性能和儲氫特性，是良好的功能材料，還具備密度小、貯氫容量高、資源豐富等優(yōu)點。 鎂基貯氫復合材料正被日益重視，主要制備方法有多元合金化、機械合金化、多元復合等。采用熱軋制備了7075AIMGY7075A1疊層復合材料，在實驗范圍內，材料的拉伸強度達到300 MPa以上，最高達370 MPa，高于常見鎂合金的。隨著鋁合金厚度的增加

10、，疊層復合材料的拉伸和彎曲剛度逐漸增加，且拉伸剛度均高于相應鎂合金的。隨著鋁合金厚度的增加，3003A1AZ313003A1疊層復合材料的拉伸比剛度逐漸減小，其它3種疊層復合材料的則逐漸增加，但上述4種鎂基疊層復合材料的彎曲比剛度均先增加后降低。MGY系疊層復合材料的彎曲比剛度在鎂合金厚度約占12時達到最大值，而AZ31系疊層復合材料的則在鎂合金厚度約占40時達到最大值。優(yōu)良的力學性能儲氫性能 鎂基復合材料具有儲氫量大、質量輕、價格低以及資源豐富等優(yōu)點。應用美國TEXTRON、DOW 化學公司用SiC Mg復合材料制造螺旋槳、導彈尾翼、內部加強的汽缸等。 DOW 化學公司用AlzO SiC M

11、g復合材料已制成皮帶輪、油泵蓋等耐磨件，并制備出完全由AlzO Mg復合材料構成的油泵。 美國海軍研究所和斯坦福大學利用B C MgLi、BpMgLi復合材料制造衛(wèi)星天線構件。 加拿大鎂技術研究所成功開發(fā)了攪拌鑄造及擠壓鑄造SiC顆粒增強鎂基復合材料，試圖利用其低密度、耐磨損、高比剛度等特點用于汽車的盤狀葉輪、活塞環(huán)槽、齒輪、變速箱軸承、差動軸承、撥叉、連桿、搖臂等零部件。應用鎂基復合材料產品電子工業(yè)汽車工業(yè)航空航天工業(yè)鎂基復合材料的發(fā)展前景展望 從目前發(fā)展趨勢看，簡化現(xiàn)有制備工藝、改善成形性以降低制備成本是發(fā)展鎂基復合材料的攻克點，從而能實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化。研究方向： (1)低成本制備技術的

12、開發(fā) (2)增強體的選擇 (3)超輕系鎂基復合材料的研究 (4)鎂基功能復合材料的開發(fā)利用，尤其是鎂基儲能材料的研究開發(fā)會更加深入。 (5)鎂基復合材料回收和再利用技術。這是應環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展要求而必須面對的新型課題。 (6)鎂基復合材料的智能化設計。 37金屬基復合材料的成型技術金屬基復合材料的制備工藝方法對復合材料的性能有很大的影響，是金屬基復合材料的重要研究內容之一。38金屬基復合材料工藝研究內容 金屬基體與增強材料的結合和結合方式； 金屬基體/增強材料界面和界面產物在工藝過程中的形成及控制；39 增強材料在金屬基體中的分布； 防止連續(xù)纖維在制備工藝過程中的損傷； 優(yōu)化工藝參數(shù)，提高復合

13、材料的性能和穩(wěn)定性，降低成本。 40根據各種方法的基本特點，把金屬基復合材料的制備工藝分為四大類：(1) 固態(tài)法；(2) 液態(tài)法；(3) 噴射與噴涂沉積法；(4) 原位復合法。41常用的金屬基復合材料制備工藝42(1) 固態(tài)法固態(tài)制備工藝主要為擴散結合和粉末治金兩種方法。431) 擴散結合在一定的溫度和壓力下，把表面新鮮清潔的相同或不相同的金屬，通過表面原子的互相擴散而連接在一起。因而，擴散結合也成為一種制造連續(xù)纖維增強金屬基復合材料的傳統(tǒng)工藝方法。44擴散結合工藝中，增強纖維與基體的結合主要分為三個關鍵步驟： 纖維的排布； 復合材料的疊合和真空封裝； 熱壓。45采用擴散結合方式制備金屬基復合

14、材料，工藝相對復雜，工藝參數(shù)控制要求嚴格，纖維排布、疊合以及封裝手工操作多，成本高。但擴散結合是連續(xù)纖維增強并能按照鋪層要求排布的惟一可行的工藝。46在擴散結合工藝中，增強纖維與基體的濕潤問題容易解決，而且在熱壓時可通過控制工藝參數(shù)的辦法來控制界面反應。因此，在金屬基復合材料的早期生產中大量采用擴散結合工藝。472) 粉末冶金粉末冶金既可用于連續(xù)長纖維增強，又可用于短纖維、顆?；蚓ы氃鰪姷慕饘倩鶑秃喜牧?。48在粉未冶金法中，長纖維增強金屬基復合材料分兩步進行。首先是將預先設計好的一定體積百分比的長纖維和金屬基體粉末混裝于容器中，在真空或保護氣氛下預燒結。然后將預燒結體進行熱等靜壓加工。49一般

15、情況下，采用粉未冶金工藝制備的長纖維增強金屬基復合材料中，纖維的體積百分含量為40% 60%，最多可達75%。50粉末冶金法五大優(yōu)點 熱等靜壓或燒結溫度低于金屬熔點，因而由高溫引起的增強材料與金屬基體的界面反應少，減小了界面反應對復合材料性能的不利影響。同時可以通過熱等靜壓或燒結時的溫度、壓力和時間等工藝參數(shù)來控制界面反應。51 可根據性能要求，使增強材料（纖維、顆粒或晶須）與基體金屬粉末以任何比例混合，纖維含量最高可達75%，顆粒含量可達50%以上，這是液態(tài)法無法達到的。52 可降低增強材料與基體互相濕潤的要求，也降低了增強材料與基體粉未的密度差的要求，使顆粒或晶須均勻分布在金屬基復合材料的

16、基體中。53 采用熱等靜壓工藝時，其組織細化、致密、均勻，一般不會產生偏析、偏聚等缺陷，可使孔隙和其他內部缺陷得到明顯改善，從而提高復合材料的性能。54 粉未冶金法制備的金屬基復合材料可通過傳統(tǒng)的金屬加工方法進行二次加工。可以得到所需形狀的復合材料構件的毛坯。55 工藝過程比較復雜； 金屬基體必須制成粉末，增如了工藝的復雜性和成本； 在制備鋁基復合材料時，還要防止鋁粉引起的爆炸。 粉末冶金法主要缺點562液態(tài)法液態(tài)法亦稱為熔鑄法，其中包括壓鑄、半固態(tài)復合鑄造、液態(tài)滲透以及攪拌法和無壓滲透法等。57液態(tài)法是目前制備顆粒、晶須和短纖維增強金屬基復合材料的主要工藝方法。液態(tài)法主要特點是金屬基體在制備

17、復合材料時均處于液態(tài)。58與固態(tài)法相比，液態(tài)法的工藝及設備相對簡便易行，與傳統(tǒng)金屬材料的成型工藝，如鑄造、壓鑄等方法非常相似，制備成本較低，因此液態(tài)法得到較快的發(fā)展。591) 壓鑄壓鑄成型是指在壓力作用下將液態(tài)或半液態(tài)金屬基復合材料或金屬以一定速度充填壓鑄模型腔或增強材料預制體的孔隙中，在壓力下快速凝固成型而制備金屬基復合材料的工藝方法。60壓鑄成型法的具體工藝首先將包含有增強材料的金屬熔體倒入預熱摸具中后，迅速加壓，壓力約為70100MPa，使液態(tài)金屬基復合材料在壓力下凝固。待復合材料完全固化后頂出，即制得所需形狀及尺寸的金屬基復合材料的坯料或壓鑄件。61壓鑄工藝中，影響金屬基復合材料性能的

18、工藝因素主要有四個：熔融金屬的溫度、 模具預熱溫度 使用的最大壓力、 加壓速度。62在采用預制增強材料塊時，為了獲得無孔隙的復合材料，一般壓力不低于50MPa，加壓速度以使預制件不變形為宜，一般為13cm/s。63對于鋁基復合材料，熔融金屬溫度一般為700800，預制件和模具預熱溫度一般可控制在500800，并可相互補償，如前者高些，后者可以低些，反之亦然。64采用壓鑄法生產的鋁基復合材料的零部件，其組織細化、無氣孔，可以獲得比一般金屬模鑄件性能優(yōu)良的壓鑄件。與其他金屬基復合材料制備方法相比，壓鑄工藝設備簡單，成本低，材料的質量高且穩(wěn)定，易于工業(yè)化生產。652) 半固態(tài)復合鑄造半固態(tài)復合鑄造主

19、要是針對攪拌法的缺點而提出的改進工藝。這種方法是將顆粒加入處于半固態(tài)的金屬基體中，通過攪拌使顆粒在金屬基體中均勻分布，并取得良好的界面結合，然后澆注成型或將半固態(tài)復合材料注入模具中進行壓鑄成型。66通常采用攪拌法制備金屬基復合材料時，常常會由于強烈攪拌將氣體或表面金屬氧化物卷入金屬熔體中；同時當顆粒與金屬基體濕潤性差時，顆粒難以與金屬基體復合，而且顆粒在金屬基體中由于比重關系而難以得到均勻分布，影響復合材料性能。67半固態(tài)復合鑄造的原理是將金屬熔體的溫度控制在液相線與固相線之間，通過攪拌使部分樹枝狀結晶體破碎成固相顆粒，熔體中的固相顆粒是一種非枝晶結鉤，可以防止半固態(tài)熔體粘度的增加。68當加入

20、預熱后的增強顆粒時，因熔體中含有一定量的固相金屬顆粒，在攪拌中增強顆粒受阻而滯留在半固態(tài)金屬熔體中，增強顆粒不會結集和偏聚而得到一定的分散。同時強烈的機械攪拌也使增強顆粒與金屬熔體直接接觸，促進潤濕。69主要控制工藝參數(shù) 金屬基體熔體的溫度應使熔體達到30%50%固態(tài)； 攪拌速度應不產生湍流以防止空氣裹入，并使熔體中枝晶破碎形成固態(tài)顆粒，降低熔體的粘度，從而有利于增強顆粒的加入。70由于澆注時金屬基復合材料是處于半固態(tài)，直接澆注成型或壓鑄成型所得的鑄件幾乎沒有縮孔或孔洞，組織細化和致密。71半固態(tài)復合鑄造主要應用于顆粒增強金屬基復合材料，因短纖維、晶須在加入時容易結團或纏結在一起，雖經攪拌也不

21、易分散均勻，因而不易采用此法來制備短纖維或晶須增強金屬基復合材料。723) 無壓滲透工藝過程如下：是將增強材料制成預制體，置于氧化鋁容器內。再將基體金屬坯料置于可滲透的增強材料預制體上部。73氧化鋁容器、預制體和基體金屬坯料均裝入可通入流動氮氣的加熱爐中。通過加熱，基體金屬熔化，并自發(fā)滲透進入網絡狀增強材料預制體中。74無壓滲透工藝能較明顯降低金屬基復合材料的制造成本，但復合材料的強度較低，而其剛度顯著高于基體金屬。 75例如以5560%Al2O3或SiC預制成零件的形狀，放入同樣形狀的剛玉陶瓷槽內，將含有3%10%Mg的鋁合金（基體）坯料放置在增強材料預制體上，在流動的氮氣氣氛下，加熱至80

22、01000，鋁合金熔化并自發(fā)滲入預制體內。76由于氮氣與鋁合金發(fā)生反應，在金屬基復合材料的顯微組織中還有AlN?？刂频獨饬髁?、溫度以及滲透速度，可以控制AIN的生成量。77AIN在鋁基復合材料中起到提高復合材料剛度，降低熱膨脹系數(shù)的作用。采用這種方法制備的Al2O3/Al的剛度是鋁合金基體的兩倍，而SiC/Al的剛度也達到鋼的水平，但強度水平較低。783噴射沉積首先，將基體金屬在坩堝中熔化后，在壓力作用下通過噴咀送入霧化器，在高速惰性氣體射流的作用下，液態(tài)金屬被分散為細小的液滴，形成所謂“霧化錐” ；79然后，通過一個或多個噴咀向“霧化錐”噴射入增強顆粒，使之與金屬霧化液滴一齊在基板（收集器）

23、上沉積，并快速凝固形成顆粒增強金屬基復合材料，如下圖所示。80霧化金屬液滴與顆粒共沉積示意圖81噴射沉積法的優(yōu)越性 該工藝流程短，工序簡單，噴射沉積效率高，有利于實現(xiàn)工業(yè)化生產。 高致密度，直接沉積的復合材料密度一般可達到理論的95%98%；82屬快速凝固方法，冷速可達103 106 K/s，故金屬晶粒及組織細化，消除了宏觀偏析，合金成分均勻，同時增強材料與金屬液滴接觸時間短，很少或沒有界面反應；83 具有通用性和產品多樣性。該工藝適于多種金屬材料基體，如高、低合金鋼、鋁及鋁合金、高溫合金等。同時可設計霧化器和收集器的形狀和一定的機械運動，以直接形成盤、棒、管和板帶等接近零件實際形狀的復合材料

24、的坯料；844原位自生成法在復合材料制造過程中，增強材料在基體中生成和生長的方法稱作原位自生成法。85在金屬基復合材料制備過程中，往往會遇到兩個問題：一是增強材料與金屬基體之間的相容性（即潤濕性）問題，二是無論固態(tài)法還是液態(tài)法，增強材料與金屬基體之間的界面都存在界面反應。86其中，增強材料與金屬基體之間的相容性往往影響金屬基復合材料在高溫制備和高溫應用中的性能和性能穩(wěn)定性。如果增強材料（纖維、顆粒或晶須）能從金屬基體中直接（即原位）生成，則上述兩個問題就可以得到較好的解決。87以原位自生成法制造的金屬基復合材料中，基體與增強材料間的相容性好，界面干凈，結合牢固。特別當增強材料與基體之間有共格或

25、半共格關系時，能非常有效地傳遞應力；而且，界面上不生成有害的反應產物，因此這種復合材料有較優(yōu)異的力學性能。88原位自生成有三種方法1) 共晶合金定向凝固法2) 直接金屬氧化法（DIMOXTM）3) 反應自生成法（XDTM）89 1) 共晶合金定向凝固法增強材料以共晶的形式從基體中凝固析出，通過控制冷凝方向，在基體中生長出排列整齊的類似纖維的條狀或片層狀共晶增強材料。以這種方式生產的鎳基、鈷基定向凝固共晶復合材料已得到應用。90定向凝固共晶復合材料的原位生長必須滿足三個條件： 有溫度梯度（GL）的加熱方式； 滿足平面凝固條件； 兩相的成核和生長要協(xié)調進行。91二元共晶材料的平面凝固條件是：其中，

26、 C0為合金成份；GL為液相溫度梯度；R為凝固速度；mL為液相線斜率；CE為共晶成份；DL為溶質在液相中的擴散系數(shù)。92定向凝固共晶復合材料的組織是層片狀還是棒狀（纖維狀）取決于共晶中含量較少的組元的體積分數(shù)Xf。在二元共晶中，當Xf 32 %時為層片狀。93定向凝固共晶復合材料主要應用于航空透平機葉片，有三元共晶合金Al-Ni-Nb，它所形成的和相為Ni3Al和Ni3Nb；單變度共晶合金C-Co-Cr，所形成的和相分別為(Co,Cr)和(Cr,Co)7C3。942) 直接金屬氧化法（DIMOXTM）DIMOXTM是一種可以制備金屬基復合材料和陶瓷基復合材料的原位復合工藝。DIMOXTM法根據

27、是否有預成型體又可分為惟一基體法和預成型體法，兩者原理相同。95惟一基體法的特點制備金屬基復合材料的原材料中沒有填充物（增強材料預成型體）和增強相，只是通過基體金屬的氧化或氮化來獲取復合材料。96在惟一基體法中，例如需制備Al2O3/Al，則可通過鋁液的氧化來獲取Al2O3增強相。通常鋁合金表面迅速氧化，形成一種內聚、結合緊密的氧化鋁膜，這層氧化鋁膜使得氧無法進一步滲透，從而阻止了膜下的鋁進一步氧化。97但是在DIMOXTM工藝中，熔化溫度上升到9001300，遠超過鋁的熔點660。通過進一步加入促進氧化反應的合金元素Si和Mg，使熔化金屬通過顯微通道滲透到氧化層外邊，并順序氧化，即鋁被氧化，

28、但鋁液的滲透通道未被堵塞。98利用惟一基體法工藝，可以根據氧化程度來控制Al2O3的量。如果這一工藝過程在所有金屬被氧化之前停止的話，則所制備的復合材料就是致密互連的Al2O3陶瓷基復合材料，其中含有5% 30%的Al。99除了可以直接氧化外，還可以直接氮化。通過DIMOXTM工藝還可以獲得AlN/Al，ZrN/Al和TiN/Ti等金屬基或陶瓷基復合材料。100當DIMOXTM工藝采用增強材料預成型體時，由于增強材料預成型體是透氣的，金屬基體可以通過滲透的氧或氮順序氧（氮）化形成基體。1013) 反應自生成法（XDTM）這種方法是在近20年中發(fā)展起來的技術，主要用于制造金屬間化合物復合材料。1

29、02在反應自生成法中，增強材料是由加入基體中的相應元素之間的反應，或者合金熔體中的某種組分與加入的元素或化合物之間反應生成的。103在XDTM工藝中，可以根據所選擇的原位生成的增強相的類別或形態(tài)，選擇基體和增強相生成所需的原材料，如一定粒度的金屬粉末，硼或碳粉，按一定比例（反應要求）混合。104XDTM工藝原理示意圖105當這種混合物制成預制體，加熱到金屬熔點以上或者自蔓延的反應發(fā)生的溫度時，混合物的組成元素進行放熱反應，用以生成在基體中彌漫的微觀增強顆粒、晶須和片晶等增強相。106XDTM工藝的關鍵技術是可以生成一種韌相，它屬于專利技術。例如，一定粒度的鋁粉、鈦粉和硼粉以一定比例混合成型，加熱后反應生成TiB2，進而形成TiB2增強的鋁基復合材料。 Al + Ti + B TiB2 + Al 107XDTM法不僅可以用粉末反應生成復合材料，也可以在熔融的合金中導入參加反應的粉末或氣體而生成復合材料。如在熔融的Al-Ti合金中導入載碳氣體，反應生成TiC，進而形成TiC增強鋁基復合材料。Al + Ti + C TiC + Al108XDTM工藝特點 增強相是原位形成，具有熱穩(wěn)定性； 增強相的類型、形態(tài)可以選擇和設計； 各種金屬或金屬間化合物均可作為基體； 復合材料可以采用傳統(tǒng)金屬