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鎂及鎂合金雖具有密度低、比強(qiáng)度大、比剛度高和抗沖擊性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是也有一些固有缺點(diǎn)，如硬度、剛度、耐磨性、燃點(diǎn)較低、不是一種良好的結(jié)構(gòu)材料，使其應(yīng)用受到相當(dāng)大的制約。若向鎂基體中添加陶瓷顆粒或碳纖維制成復(fù)合材料，則可以在很大程度上改善鎂的力學(xué)性能，提高耐熱和抗蠕變性能，降低熱膨脹系數(shù)等。可作為復(fù)合材料增強(qiáng)相的顆粒有：氧化物、碳化物、氮化物、陶瓷、石墨和碳纖維等。制備鎂基復(fù)合材料的工藝主要是：鑄造法、粉末冶金法、噴射沉積法。
鑄造法
鑄造法是制備鎂合金復(fù)合材料的基本工藝，可分為攪拌混合法、壓力浸滲法、無壓浸滲法和真空滲法等。
攪拌鑄造法（Stiring Casting）
此法是利用高速旋轉(zhuǎn)攪拌器漿葉攪動(dòng)金屬熔體，使其劇烈流動(dòng)，形成以攪拌旋轉(zhuǎn)軸為中心的漩渦，將增強(qiáng)顆粒加入漩渦中，依靠漩渦負(fù)壓抽吸作用使顆粒進(jìn)入熔體中，經(jīng)過一段時(shí)間攪拌，顆粒便均勻分布于熔體內(nèi)。此法簡(jiǎn)便，成本低，可以制備含有Sic、Al2O3、SiO2、云母或石墨等增強(qiáng)相的鎂基復(fù)化材料。不過也有一些難以克服的缺點(diǎn)：在攪拌過程中會(huì)混入氣體與夾雜物，增強(qiáng)相會(huì)偏析與固結(jié)，組織粗大，基體與增強(qiáng)相之間會(huì)發(fā)生有害的界面反應(yīng)，增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)也受到一定限制，產(chǎn)品性能低，性價(jià)比無明顯優(yōu)勢(shì)。用此法生產(chǎn)鎂基復(fù)合材料時(shí)應(yīng)采取嚴(yán)密的安全措施。
液態(tài)浸滲法（Liquid infiltration process）
用此法制備鎂基復(fù)合材料時(shí)，須先將增強(qiáng)材料與黏接劑混合制成預(yù)制坯，用惰性氣體或機(jī)械設(shè)備作用壓力媒體將鎂熔體壓入預(yù)制件間隙中，凝固后即成為復(fù)合材料，按具體工藝不同又可分為壓力浸滲法、無壓、浸滲法和真空浸滲法?？捎脭D壓、鑄造機(jī)進(jìn)行浸滲，也可以用專用浸滲裝備。增強(qiáng)相與鎂熔體之間的浸潤(rùn)性對(duì)浸滲過程有重要影響，是關(guān)鍵的工藝參數(shù)。當(dāng)浸潤(rùn)角θ＜90°時(shí)兩相可以浸潤(rùn)，否則兩者難以浸潤(rùn)。通常，鎂熔體與陶瓷顆粒之間有較好的浸潤(rùn)性。另一個(gè)影響浸滲過程的工藝參數(shù)是預(yù)制坯中的膠粘劑。
粉末冶金法
該法是將預(yù)制的鎂粉或鎂合金粉與陶瓷粒子均勻地混合為一體，經(jīng)真空除氣、固結(jié)成形后再進(jìn)行壓力加工制成所需形狀、尺寸和性能的復(fù)合材料半成品。粉末固結(jié)工藝有熱壓和冷熱、溫等靜壓。此法主要優(yōu)點(diǎn)：基體合金組織微細(xì)，可隨意調(diào)控增強(qiáng)相的分?jǐn)?shù)，甚至可高達(dá)50%左右，陶瓷顆粒尺寸可小于5μm，但不足之處是金屬粉末在制備和貯存過程中易表面氧化，對(duì)材料塑性及韌性不利；制備大尺寸錠坯及需要大型設(shè)備和模具，投資較大；所采用的溫度低，不會(huì)發(fā)生有害界面反應(yīng)，有利于材料塑性及韌性提高。
粉末錠坯經(jīng)擠壓、鍛造大變形加工后，粉末顆粒會(huì)結(jié)合在一起，材料密度可接近理論值。
噴射沉積法
噴射沉積工藝是制備高性能合金材料的有效方法之一，若在噴射沉積過程中將陶瓷顆粒導(dǎo)入霧化錐中，與霧化顆粒共沉積，可以制得陶瓷顆粒增強(qiáng)的復(fù)合材料。噴射共沉積法制備AZ91、QE22合金/Al2O3或SiC顆粒復(fù)合材料的彈性模量、耐磨性都大幅度提高，膨脹系數(shù)有較大下降。
由于噴射工藝流程短，材料制備比較簡(jiǎn)單、便利；增強(qiáng)顆粒在基體金屬中分布均勻，界面反應(yīng)很輕微，因而性能優(yōu)異。QE22/SiCp復(fù)合材料錠坯孔隙體積分?jǐn)?shù)高達(dá)20%，經(jīng)擠壓后，具有優(yōu)異的強(qiáng)度和塑性，其伸長(zhǎng)率達(dá)到12%，而傳統(tǒng)鑄造QE22合金的伸長(zhǎng)率只不過2%。