液態(tài)金屬攪拌鑄造法是利用傳".將增強(qiáng)顆粒直接加人到基體金屬熔體中，通過(guò)攪拌使顆粒均勻地分散在液態(tài)金屬中，然快后道鑄成特定形狀的.或簡(jiǎn)單澆鑄成錠坯經(jīng)過(guò)擠壓、軋制等二次加工制備工件，完成金屬基復(fù)合材料制備的方法。該方法通常用來(lái)制備顆粒增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料。隨著增強(qiáng)顆粒的加人，金屬熔體性變大，不利于顆粒的分散，因而該方法不適合制備高體積分?jǐn)?shù)的復(fù)合材料。易在攪拌過(guò)程中均勻混合在液態(tài)金屬中。因此，該方法也不適于制備連續(xù)纖維增強(qiáng)的液態(tài)金屬攪拌鑄造法借助傳統(tǒng)的金屬鑄造設(shè)備即可完成，工藝簡(jiǎn)單，成本低，適合大規(guī)模產(chǎn).是工業(yè)制備顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的主要方法。

在波態(tài)金屬攪拌工藝過(guò)程中,由于增強(qiáng)顆粒的團(tuán)聚.沉淀以及增強(qiáng)顆粒與金屬基體潤(rùn)濕性較差，顆粒較難在金屬基體中均勾分散:強(qiáng)烈的攪拌容易造成金屬熔體的氧化和大量空氣的吸人。該方法最關(guān)鍵的問(wèn)題是顆粒在金屬基體中的均勻分散及金屬的氧化防護(hù)。主要措施

(1)在金屬熔體中添加合金元素:某些合金元素可以降低金屬熔體的表面張力，改善液態(tài)金屬與陶瓷顆粒的潤(rùn)濕性。例如在鋁熔體中加人鈣、鎂、鋰等元素可以明顯降低熔體的表面張力，提高鋁熔體對(duì)陶瓷顆粒的潤(rùn)濕性,有利于陶瓷顆粒在熔體中的分散，提高其復(fù)合效率。

(2)顆粒表面處理:比較簡(jiǎn)單有效的方法是對(duì)顆粒進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚褂泻ξ镔|(zhì)在高溫下?lián)]發(fā)、脫除。有些顆粒，如SiC,在高溫處理過(guò)程中發(fā)生氧化,在表面生成SiO2薄層,可以明顯改善熔融鋁合金基體對(duì)顆粒的潤(rùn)濕性，也可以通過(guò)電鍍、化學(xué)鍍等方法使陶瓷顆粒表面改性，從而改善潤(rùn)濕性。

(3)環(huán)氧板過(guò)程的氣氛控制:由于液態(tài)金屬氧化生成的氧化膜阻止金屬與顆粒的混合和潤(rùn)濕，吸人的氣體又會(huì)造成大量的氣孔，嚴(yán)重影響復(fù)合材料的質(zhì)量，因而要采用真空或惰性氣體保護(hù)來(lái)防止金屬熔體的氧化和吸氣。

(4有效的攪拌:強(qiáng)烈的攪動(dòng)可使液態(tài)金屬以高的剪切速度流過(guò)顆粒表面、能有效改善金屬與顆粒之間的潤(rùn)濕性，促進(jìn)顆粒在液態(tài)金屬中的均勾分布。通常采取高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械攪拌或超聲波攪拌來(lái)強(qiáng)化攪拌過(guò)程。

(5)箱短凝固時(shí)間:由于增強(qiáng)順粒與金鳳熔體密度不同，在停止攪拌后及澆人到鑄型的凝目過(guò)程中會(huì)發(fā)生增強(qiáng)頻粒的。上浮成下沉現(xiàn)象,造成增強(qiáng)顆粒的分布不均勾、因面需要減少攪非后的停留時(shí)間及縮短凝固時(shí)間來(lái)避免增強(qiáng)額粒在金屬基體中的分布不均勻。

(6)選擇適當(dāng)?shù)蔫T造工藝，因固體顆粒的加人，熔體的流動(dòng)性顯著降低、充型能力不好，一般采用擠壓鑄造、液態(tài)模鍛等工藝比較合適。

金屬攬拌鑄造法根據(jù)工藝特點(diǎn)及所選用的設(shè)備差異,可分為旋渦法、杜拉肯(Duralon)法

旋渦法的主要工序有基體金屬熔化、除氣不、顆粒預(yù)處理、攪拌金屬?gòu)?fù)合、澆注、冷卻凝固以及脫模等。旋渦法的主要工藝參數(shù)為攪拌速度(一般控制在500~1 000 r/min)，攪拌街的交脂指懷i明法限路體金屬液 相續(xù)以上100 心，順粒加人速度。 找拌器通常為

另外，也可以采用電磁攪拌及電磁機(jī)械復(fù)合攪拌的方法制備顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料。(2)杜拉青(uralcon)法該方法是20世紀(jì)80年代中期由Alcon公司研究開(kāi)發(fā)的一種無(wú)旋渦攪拌法，主要用于制備顆粒增強(qiáng)鋁鎂、鋅基復(fù)合材料。該方法與旋渦法的主要區(qū)別:基體金屬熔化精煉與通過(guò)攪拌加人顆粒分別在不同裝置中進(jìn)行,不僅可使每種設(shè)備的復(fù)雜程度降低,而且可以適應(yīng)大生產(chǎn)規(guī)模;攪拌金屬熔體和加人顆粒是在真空或保護(hù)氣氛下進(jìn)行的，避免了金屬氧化和吸氣。這種方法現(xiàn)已成為工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)方法。

杜拉肯法的主要工藝過(guò)程:將熔煉好的金屬熔體注人可抽真空或有惰性氣體保護(hù)并能保溫的攪拌爐中,加人顆粒增強(qiáng)體,攪拌器在真空或充氬氣條件下進(jìn)行高速攪拌，顆粒在金屬熔體內(nèi)分布均勻后，澆鑄獲得顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料產(chǎn)品。其攪拌器由主、副兩種攪拌器組成。主攪拌器具有同軸多槳葉旋轉(zhuǎn)速度高的特點(diǎn),可在1 00~2 500 r/min范圍內(nèi)變化。高速旋轉(zhuǎn)對(duì)金風(fēng)培體和顆粒起剪切作用，使細(xì)小的顆粒均勻分散在熔體中,并與金屬基體潤(rùn)濕復(fù)的期刷抵排器沿坩據(jù)壁領(lǐng)慢旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速小于100 /in起著消除旋渦和將姑附在坩堝壁上攪拌過(guò)程中金屬熔體保持在一一定溫度， 般以高于 錢按鵲，力底 提井時(shí)間通常為 20 mi左右， 攪撲案的形狀結(jié) 構(gòu)批并理限和覆度:根據(jù)基體合金的成分顆粒的含量和大小等因素確定。

與傳統(tǒng)環(huán)氧板材料相比,定向凝固共晶環(huán)氧板材料有以下優(yōu)點(diǎn):①由于第二相是在凝固過(guò)程中結(jié)晶析出的,界面結(jié)合良好,結(jié)合強(qiáng)度高,有利于載荷的傳遞,同時(shí)避免了傳統(tǒng)環(huán)氧板材料的界面潤(rùn)濕、反應(yīng)等問(wèn)題;②由于兩相是在高溫接近平衡條件下緩慢生長(zhǎng)而成的,兩相界面能低,具有很好的熱穩(wěn)定性;③通過(guò)控制工藝參數(shù),使得增強(qiáng)體分布均勻,且避免了傳統(tǒng)環(huán)氧板材料制備過(guò)程對(duì)增強(qiáng)體的損害。

定向凝固共晶環(huán)氧板材料界面結(jié)合良好，在接近共晶熔點(diǎn)的高溫下仍能保持高的強(qiáng)度、良好的抗疲勞和抗蠕變性能但其生產(chǎn)周期長(zhǎng),生產(chǎn)成本很高，主要用于高溫條件下對(duì)性能要求很高的高溫結(jié)構(gòu)部件如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等。常用的基體金屬為鎳基和鈷基合金。該方法也存在很多不足:①為了確?？刂莆⒂^組織，需要非常慢的凝固速度:②合金體系的選擇限制很大，只有共晶或偏晶系的合金才有可能;③對(duì)增強(qiáng)材料的體積分?jǐn)?shù)有很大限制,體積分?jǐn)?shù)高時(shí)第二相呈片層狀而不是纖維狀，對(duì)環(huán)氧板材料性能不利等。

反應(yīng)自生成法是指環(huán)氧板材料的增強(qiáng)相(通常為顆粒)在制備過(guò)程中通過(guò)與加人的相應(yīng)元素發(fā)生反應(yīng)或合金熔體中的某種組分與外加元素或化合物之間的化學(xué)反應(yīng)原位生成，制備金屬基環(huán)氧板材料的方法。該方法的基本原理:根據(jù)材料的設(shè)計(jì)要求，選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)劑(氣相、液相或粉末固相)，在適當(dāng)?shù)臏囟认?通過(guò)元素之間或元素與化合物之間的化學(xué)反應(yīng),在金屬基體內(nèi)原位生成一種或幾種高硬度、高彈性模量的陶瓷增強(qiáng)相,從而強(qiáng)化金屬基體。公

與傳統(tǒng)環(huán)氧板材料相比，反應(yīng)自生成環(huán)氧板材料具有以下優(yōu)點(diǎn):①自生增強(qiáng)相是在金屬基體中原位生長(zhǎng)的熱力學(xué)穩(wěn)定相,有利于高溫下環(huán)氧板材料性能的保持;②增強(qiáng)體表面無(wú)污染，界面干凈,結(jié)合牢固;③通過(guò)合理選擇反應(yīng)元素(或化合物)可有效地控制原位反應(yīng)生成增強(qiáng)體的種類、大小、分布及體積分?jǐn)?shù);④可省去單獨(dú)合成、處理和加入增強(qiáng)體的工序,增強(qiáng)體在基體中分布均勻,工藝簡(jiǎn)單,成本低等。

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