目前,噴射共沉積制備鋁基復合材料添加增強粒子有兩種方式:(a)分體式添加粒子方式;(b)混合式添加粒子方式。 分體式加入粒子方法:以在鋁合金中添加SiC粒子為例,增強相粒子通過兩個位于霧化器下方的噴射管道噴入霧化錐中,其中粒子尺寸約為3~15微米。結果表明,采用此法加入的增強相粒子的體積分數最高可達25%。同時表現出較好的強度和韌性,具有較高的彈性模量。 混合式加入粒子方法:增強相粒子與霧化氣體混合在一起,使得噴嘴末端的冷卻速度大幅度提高。SiC粒子尺寸為10~20微米。此法要求提高熔體的過熱度,以保證適當的固/液比值。這種方法可降低沉積坯中的孔隙度,并使增強相粒子的分布更為均勻。試驗表明,此方法加入的SiC增強相粒子體積分數可達20%以上,并表現出良好的綜合性能。 采用噴射共沉積技術制備金屬基復合材料,由于基體合金處于半凝固狀態,溫度較低,避免了因過高的接觸溫度引起界面反應,從而提高了材料的界面性能。同時由于噴射共沉積工藝可細化晶粒組織,提高合金基體的固溶度,消除宏觀偏析以及生成非平衡亞穩相等特點,可進一步提高復合材料性能。 最近幾年,在噴射共沉積技術的基礎上,又開發出了一種反應噴射成形技術(Reactivesprayforming),將噴射成形技術與反應法制備金屬基復合材料技術結合在一起,增強相粒子在金屬熔體的噴射過程中通過化學反應直接生成,因而與基體的結合更為良好,從而更好地解決了金屬基復合材料的界面問題,再加上快速凝固條件下,基體組織進一步細化,使得該技術有望獲得更高性能的鋁基復合材料。
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