基本介紹
- 中文名：原位合成法
- 外文名：in-situ synthesis
- 作用：製備複合材料
- 基本原理：利用不同元素一定條件下發生反應
- 複合工藝：氣液反應複合，固液反應複合
原理,方法工藝,
原理
原位合成法方法工藝
固-液反應複合工藝
固一液反應法是目前研究較廣的一種複合工藝。一般是將反應物粉末與金屬熔體混合，使加入粉末與金屬熔體成分反應或自行分解，生成難熔的高硬度質點，均勻分散在基體中，形成複合材料。該複合工藝的特點是成本較低，反應材料種類較多，複合後的材料組織細密。
固-固反應複合工藝
固相間原子擴散來完成，通常溫度較低，增強相的長大傾向較小，有利於獲得超細增強相，但是該工藝效率較低。屬於此方法的複合工藝有自蔓延高溫合成法(sHS)、xDTM法、接觸反應法、混合鹽反應法和機械合金化(MA)法等。
①自蔓延高溫合成法(SHS)
SHS法是指生成熱足夠高的材料通過起燃後燃燒波的自蔓延使反應物轉變成產物的方法。該法是由前蘇聯的Merzhanov等人於1967年提出的，這種方法的主要優點是反應合成所需要的能量由自身產生(節能)，產品純度高(高溫下低沸點雜質揮發掉)，以及反應速度快、產量高等，因此具有非常大的吸引力。目前主要用於反應合成陶瓷、金屬間化合物及金屬間化合物基複合材料。
②XDlM法
XDTM法(Exothermical Dispersion Technique)也叫放熱彌散法，該方法是在SHS法的基礎上改進而來的，1983年由美國的Martin Marietta實驗室首先提出的。其基本原理是將預期構成增強材料的兩種組分的粉末與金屬基體粉末混合均勻並壓實除氣後，將壓坯快速加熱到金屬基體熔點以上的溫度，使它們之間發生反應，生成粒徑小於1nm、均勻分布的彌散顆粒，反應放出的熱量可以使反應繼續下去。
這樣，在金屬基體熔體的介質中，兩固態反應元素相互擴散、接觸並不斷反應析出穩定的增強相，然後再將熔體進行鑄造，擠壓成形。
3接觸反應法
接觸反應法(MCR)是在綜合了SHS法和XDTM法優點的基礎上，發展起來的又一製造原位MMCs的方法。該方法的基本原理是將反應元素粉末按一定比例混勻，並製成預製塊，然後用鐘罩等工具將預製塊壓入一定溫度的金屬液中，在金屬液的高溫作用下，預製塊中的元素髮生化學反應，生成所需的增強相，攪拌後澆注成形。
④混合鹽反應法
該法是英國London Scandinarian Metallurgical公司的專利技術。它是將含有Ti和B的鹽類(如KBF4和K2TiF6)混合後，加入到高溫的金屬熔體中，在高溫作用下，所加鹽中的Ti和B就會被金屬還原出來而在金屬熔體中反應形成TiB2增強粒子，扒去不必要的副產品，澆注冷卻後即獲得了原位TiB2增強的金屬基複合材料。
