粉末冶金法(Powder Metallurgy)是最早開發(fā)用于制備環(huán)氧板復(fù)合材料的工藝方法。該技術(shù)主要用于制備非連續(xù)增強體增強的環(huán)氧板復(fù)合材料，包括制備各種顆粒晶須、短切纖維、碳納米管以及石墨烯等增強的鋁、銅、銀、鈦、高溫合金等環(huán)氧板或金屬間化合物基復(fù)合材料，也可用于制備連續(xù)纖維增強的環(huán)氧板復(fù)合材料。粉末冶金法的主要工藝步驟(見圖12-1)包括金屬(合金)粉末篩分，粉末與增強體均勻混合制得混合粉體，經(jīng)過壓制成型、熱壓或熱等靜壓致密化等工藝制備錠塊胚體,通過二次加工(擠壓、鍛造、軋制、超塑性成型等)制備零部件，或在致密化過程中凈成型直接制備最終產(chǎn)品。

環(huán)氧板體粉末與增強材料的均勻混合及防止金屬粉末氧化是粉末冶金法的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)。金屬粉體與陶瓷增強體在粒度、密度和形狀方面存在明顯差異，在粉末混合的過程中陶瓷粉末容易產(chǎn)生偏聚,混合工藝較難控制，造成陶瓷增強體順粒分布不均勻。采用納米粉體為原料制備環(huán)氧板復(fù)合材料時,不均勻情況尤為明顯。為改善粉末的混合情況,尤其是采用納米粉體為原料時，宜常采用高能球磨方法混合粉體。具體工藝過程如下:①按比例選取初始粉末;②選擇球磨裝置、球磨罐和磨球材料;③將初始粉末和磨球按-定球料比放人球磨罐;④選擇保護性氣氛防止金屬粉末發(fā)生氧化;⑤球磨中磨球與球磨罐壁對粉末的高能碰撞使其經(jīng)過反復(fù)產(chǎn)生冷焊-斷裂冷焊過程,經(jīng)過足夠時間形成均勻混合的復(fù)合粉末。

粉末冶金法具有以下優(yōu)點:①由于制備溫度低于同類金屬材料的鑄造法,大大減輕金屬與陶瓷的界面反應(yīng);②可大范圍內(nèi)精確調(diào)整增強體體積分?jǐn)?shù)，且增強體的選擇余地較大，可設(shè)計性強;③利于增強相與環(huán)氧板體的均勻混合(對增強相與環(huán)氧板體的密度和潤濕性要求不高);④組織致密、細化、均勻,內(nèi)部缺陷明顯改善;⑤產(chǎn)品尺寸精度較好，易于實現(xiàn)少切削、無切削。粉末冶金法也存在以下缺點:①制品往往致密度較差;②高純金屬粉末制備復(fù)雜;③成本較高,工藝過程復(fù)雜。

近年來,超微粉制備技術(shù)、快速冷凝、機械合金化、快速全向壓制、高速壓制、電磁成形、選擇性激光燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)、微波燒結(jié)、電場活化燒結(jié)、自蔓延燒結(jié)和粉末注射成形技術(shù)等新技術(shù)快速發(fā)展,促進了粉末冶金法制備的材料向全致密、高性能方向發(fā)展。該方法已成為制備非連續(xù)增強環(huán)氧板復(fù)合材料的成熟技術(shù)。

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