粉末冶金法和金属熔渗法制备金属间化合物/陶瓷复合材料的研究现状和发展趋势及其应用

江　涛　陈　阳　成　铭　万海荣　王园园

(西安石油大学材料科学与工程学院，西安 710065)

粉末冶金法和金属熔渗法制备金属间化合物/陶瓷复合材料的研究现状和发展趋势及其应用

江涛陈阳成铭万海荣王园园

(西安石油大学材料科学与工程学院，西安 710065)

摘要:金属间化合物/陶瓷复合材料由于具有很多优秀的性能而被广泛应用在工程领域中，本文主要介绍金属间化合物/陶瓷复合材料的制备方法是粉末冶金法和金属熔渗法，主要包括粉末冶金法，自蔓延高温合成法，金属熔体熔融渗透法，原位合成法。其中粉末冶金法又包括热压烧结工艺，常压烧结工艺，放电等离子烧结工艺，热等静压烧结工艺，热压反应烧结工艺等。并对这些制备技术的原理和发展现状进行评述，并对这些制备方法在研究和生产中的应用进行介绍，并对金属间化合物/陶瓷复合材料的研究现状和发展趋势进行评述。并对金属间化合物/陶瓷复合材料制备技术的研究发展方向进行了展望。

关键词:金属间化合物；陶瓷材料；复合材料；制备技术；研究发展与应用

金属间化合物材料具有很多优异的力学性能，如高强度，高韧性，高硬度，具有良好的耐磨损性能等，特别是一些金属间化合物的强度可随温度的升高而升高[1~3]。陶瓷材料由于具有高强度，抗氧化，耐高温，热膨胀系数小和密度小等优良性能[1~3]。先进陶瓷材料在工程领域中得到广泛的应用。但是陶瓷材料的脆性较大而且韧性较差，这将极大的限制其更为广泛在工程领域中的应用[1~3]。因此改善陶瓷材料的韧性已成为陶瓷材料得到进一步应用的主要问题。为了提高陶瓷材料的力学性能，所以可以将金属间化合物材料与陶瓷材料相复合制备金属间化合物/陶瓷复合材料，可以提高金属间化合物的性能和陶瓷材料的性能[1~3]。

金属间化合物相对于金属与合金而言是脆性的，但是对于陶瓷材料来说则是具有塑性的，许多学者开发了金属间化合物/陶瓷基复合材料[1~3]。目前研究较多是铝系金属间化合物与陶瓷形成的复合材料，通过复合工艺得到性能较好的金属间化合物/陶瓷复合材料[1~3]。同时对这种金属间化合物/陶瓷复合材料的增强增韧机制进行研究。目前金属间化合物材料主要包括Fe-Al金属间化合物，Ni-Al金属间化合物和Ti-Al金属间化合物[1~3]。Fe-Al，Ni-Al，Ti-Al金属间化合物与陶瓷具有良好的相容性，可以将Fe-Al，Ni-Al，Ti-Al金属间化合物与陶瓷相复合制备Fe-Al金属间化合物/陶瓷复合材料，Ni-Al金属间化合物/陶瓷复合材料，Ti-Al金属间化合物/陶瓷复合材料[1~3]。金属间化合物/陶瓷基复合材料具有较高的力学性能和耐磨损性能以及抗氧化性能等[1~3]。先进陶瓷材料有氧化铝(Al2O3)，氧化锆(ZrO2)，碳化钛(TiC)，二硼化钛(TiB2)，碳化钨(WC)，氮化铝(AlN)等。这些陶瓷材料可以与Fe-Al，Ti-Al，Ni-Al相复合制备Fe-Al金属间化合物/陶瓷复合材料，Ni-Al金属间化合物/陶瓷复合材料，Ti-Al金属间化合物/陶瓷复合材料。此外金属硅化物材料也属于金属间化合物材料，还可以将金属硅化物材料与陶瓷材料相复合制备金属硅化物/陶瓷复合材料。

金属间化合物/陶瓷复合材料的主要制备方法有粉末冶金法和金属熔渗法[4]。在金属间化合物/陶瓷复合材料的制备中出现多种工艺方法，如粉末冶金法，金属熔体熔融渗透法，自蔓延高温合成法以及原位合成法等。其中粉末冶金法又包括热压烧结工艺，常压烧结工艺，放电等离子烧结工艺，热等静压烧结工艺，热压反应烧结工艺等。金属熔渗法主要就是金属熔体熔融浸渗法。本文对这些金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术做详细的介绍和评述。并对这些制备方法在研究和生产中的应用进行介绍，并对金属间化合物/陶瓷复合材料制备技术的发展方向进行展望。本文主要介绍金属间化合物/陶瓷复合材料的制备方法，主要讲述粉末冶金法和金属熔渗法，主要包括粉末冶金法，自蔓延高温反应合成法(SHS)，金属熔体熔融渗透法，原位合成法，并对这些制备工艺方法的原理和发展现状进行评述，并对这些制备方法在研究和生产中的应用进行介绍，并对金属间化合物/陶瓷复合材料制备技术的发展方向进行了展望。

1金属间化合物/陶瓷复合材料制备技术的研究现状与发展趋势以及应用现状

1.1　粉末冶金法的原理和工艺过程

粉末冶金工艺是对粉末固结成型后再经烧结工艺直接获得所需要形状的复合材料制件[4]。常用的粉末冶金法有机械合金化法，反应烧结法等。在金属间化合物/陶瓷复合材料的制备中应用最多的是机械合金化法。所以可以采用机械合金化工艺制备出金属间化合物粉末，并将金属间化合物粉末与陶瓷粉末相混合制备复合粉末，并通过热压烧结工艺制备出金属间化合物/陶瓷基复合材料。粉末冶金工艺方法主要包括热压烧结工艺，常压烧结工艺，放电等离子烧结工艺，热等静压烧结工艺，原位自生法，热压反应烧结工艺等。其中热压烧结工艺是将原料粉末在烧结过程中进行加热加压烧结并保温一定的时间形成致密的烧结试样。常压烧结工艺是首先是将原料粉末通过压力成型工艺制备出具有一定形状的试样坯体，并放入到高温烧结炉中进行高温烧结得到致密的烧结试样。放电等离子烧结工艺是将原料粉末放入石墨模具中并在放电等离子烧结炉中通过热等离子体加热并施加一定的轴向压力并保温一定的时间得到致密的烧结试样。放电等离子烧结工艺具有烧结速度快烧结试样致密度高，具有快速成型的优点。原位自生法是通过原料粉末中的某些化学反应生成所需要的反应产物并通过热压烧结工艺制备出试样。热压反应烧结法是在热压烧结过程中原料粉末之间发生化学反应形成所需要的反应产物并通过热压烧结工艺使其致密化烧结得到烧结试样。热等静压烧结工艺是将粉末通过压力成型制成坯体并放入热等静压机中，并在高温高压条件下保温保压一定时间制备致密的烧结试样。通过热等静压烧结工艺可以制备出高致密度的金属间化合物/陶瓷基复合材料。

1.2　粉末冶金工艺制备金属间化合物/陶瓷复合材料的研究现状与发展

张玉军等采用热压烧结工艺制备出Fe-Al金属间化合物/Al2O3陶瓷复合材料[5~8]。张玉军等[5~8]利用机械球磨过程对Fe，Al金属粉末混合进行机械球磨，并对球磨得到的金属合金粉末在不同温度下进行煅烧制得Fe-Al金属间化合物粉末，然后再将Fe-Al金属间化合物粉末与Al2O3粉末球磨混合形成Fe-Al/Al2O3复合粉末，并进行热压烧结工艺制备Fe-Al/Al2O3复合材料[5~8]。尹衍升等[5~10]利用机械合金化和热压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料[5~10]。尹衍升等[5~10]采用金属Fe粉和Al粉通过机械合金化结合热处理工艺制备Fe-Al金属间化合物粉料，然后将Fe-Al金属间化合物粉末与Al2O3粉末混合制备Fe-Al/Al2O3复合粉末，并进行热压烧结工艺制备Fe-Al/Al2O3复合材料块材，烧结温度为1350~1480℃，热压压力为30MPa保温保压30min制备Fe-Al/Al2O3复合材料[5~10]。经X射线衍射分析表明复合材料中有FeAl，Fe3Al和Al2O3相存在[5~10]。李爱民等[7]研究了Cr对Fe-Al/Al2O3复合材料韧性的影响[7]。李传校等[8]研究了TiC与TiC-WC的添加对FeAl/Al2O3复合材料的力学性能的影响[8]。孙康宁等[9]研究了Fe-Al/Al2O3复合材料制备工艺。李静等[10]论述了Fe-Al/Al2O3功能梯度涂层材料的研究现状及其展望。Schicker.S等[11,12]研究了含有铁和铁铝化合物的Al2O3复合材料[11,12]。他们采用铁粉，铝粉和氧化铝粉以丙酮为介质进行球磨制粉，先在50MPa压力预成型，再采用冷等静压在900MPa的压力下获得致密坯体，然后在1450~1500℃的温度下无压烧结制备出含有Fe/Al2O3和FeAl/Al2O3相的复合材料[11,12]。当Fe和FeAl在复合材料中形成网络结构时复合材料具有最好的力学性能[11,12]。Schieker.S等[11,12]采用Al2O3粉，Al粉和Fe粉为原料，通过高能球磨合成Al2O3颗粒增强Fe-Al金属间化合物基复合材料[11,12]。在原料中用Fe2O3粉替换Al2O3粉，通过高能球磨机机械球磨后在非氧化气氛中热处理，使Fe2O3被Al还原形成Fe-Al金属间化合物和Al2O3颗粒，并进行热压烧结工艺制备出FeAl/Al2O3复合材料块体[11,12]。孙康宁等采用热压烧结工艺制备出Ti-Al/TiC复合材料和Ti-Al/TiC+Al2O3复合材料[13,14]。王素梅等[13]研究了Ti-Al/TiC复合材料的烧结过程。用差热分析方法研究了Ti-Al/TiC陶瓷基复合材料的烧结过程，测定材料的力学性能，分析不同的烧结制度对材料性能的影响[13]。分析认为在最高温度为1600℃热压压力为30MPa烧结时得到的材料室温力学性能优于在最高温度为1520℃热压压力为17.3MPa烧结时得到材料的室温力学性能[13]。赵萍等[14]采用固态相变-热压烧结工艺制备Ti3Al/TiC+Al2O3陶瓷复合材料，首先将Ti粉末和Al粉末通过机械合金化工艺制备出Ti3Al金属间化合物粉末，并将制备的Ti3Al金属间化合物粉末与TiC和Al2O3复合制备复合粉末，并通过热压烧结工艺制备出Ti3Al/TiC+Al2O3复合材料[14]。有些研究者将Ti粉和Al粉混合湿磨后再与Al2O3粉末通过球磨混合并通过热压烧结工艺烧结制备出Ti3Al/Al2O3复合材料，复合材料具有较高的洛氏硬度。分析认为随着Ti-Al合金含量的增加Ti3Al/Al2O3复合材料的硬度有所提高[13,14]。还有些研究者首先通过机械合金化工艺制备出Ti-Al金属间化合物粉末，并且将Ti-Al金属间化合物粉末与Al2O3粉末相混合制备Ti-Al/Al2O3复合粉末，并通过热压烧结工艺制备出Ti-Al/Al2O3复合材料。采用热压烧结工艺可以制备出致密度较高的Ti-Al/Al2O3复合材料。热压烧结工艺制备的Ti-Al/Al2O3复合材料具有均匀致密的显微结构并具有较高的力学性能[13,14]。W.B.Chou等[15,16]利用NiAl金属间化合物增韧Al2O3陶瓷获得了较好的增韧效果[15,16]。采用粒径较小的NiAl金属间化合物粉末和Al2O3粉末在球磨机中球磨，干燥粉料在热压烧结炉中经过烧结温度为1450℃，热压压力为24.5MPa，保温时间为1h进行热压烧结工艺。研究表明随着NiAl合金含量的增加，NiAl/Al2O3复合材料的抗弯强度和断裂韧性提高但硬度降低[15,16]。对于NiAl合金含量为50vol%的试样，NiAl/Al2O3复合材料的强度和韧性比纯Al2O3陶瓷显著提高。研究表明通过加入Fe可增强NiAl/Al2O3复合材料的界面结合提高NiAl/Al2O3复合材料的韧性和强度[15,16]。陈君平等[17,18]利用机械合金化-放电等离子烧结制备FeAl/Al2O3复合材料，将铁粉，铝粉和Al2O3粉的混合粉末通过球磨机进行机械活化，并利用放电等离子烧结得到FeAl/Al2O3复合材料块体，烧结块材具有较高致密度[17,18]。赵卓玲等[19]采用热压烧结法制备Ti-Al/TiC金属陶瓷[19]。以Ti粉，Al粉和活性碳粉为组分，采用热压烧结工艺原位合成Ti-Al/TiC金属陶瓷复合材料，借助X-射线衍射分析和扫描电镜观察该金属陶瓷的物相成分和显微组织[19]。结果表明在1300~1350℃原位生成TiC强化相；将温度升高到1400℃后TiC与Ti-Al反应生成Ti-Al-C系三元增强相[19]。

梅炳初等[20]研究了Ti-Al/TiC系统的反应合成与相形成过程。采取原位热压烧结方法，以Ti粉，Al粉，TiC粉末为原料合成TiAl/Ti2AlC复合材料[20]。通过差热分析和X射线衍射图谱分析了从600℃到1300℃时的Ti-Al/TiC系统的反应合成过程和相形成规律。TiAl金属间化合物和TiC反应并合成致密TiAl/Ti2AlC复合材料。讨论这两个阶段的反应机理及烧结产物的微观结构特点[20]。施璐等[21]研究了放电等离子烧结(SPS)原位反应制备TiC/Ti2AlC/TixAly系复合材料的微观结构及其导电性能[21]。以Al4C3，Ti和石墨混合粉体为原料，采用放电等离子烧结技术原位反应制备了TiC/Ti2AlC两相复合材料和TiC/Ti2AlC/TixAly三相复合材料[21]。利用X射线衍射分析(XRD)，扫描电镜(SEM)，透射电镜(TEM)研究了TiC/Ti2AlC/TixAly复合材料的物相组成和微观结构，透射电镜的观察结果显示TiC/Ti2AlC/TixAly复合材料的相界面清洁干净。同时研究TiC/Ti2AlC/TixAly三相复合材料的原位反应烧结过程，并对TiC/Ti2AlC/TixAly复合材料的导电行为进行表征[21]。刘凤娇等[22]研究FeMo-Al2O3复相陶瓷的制备及其力学性能。采用FeMo70合金和Al2O3粉体为原料，在1600℃保温2h下埋炭无压烧结制备得到FeMo-Al2O3复相陶瓷[22]。研究FeMo70合金微粉的加入量对FeMo-Al2O3复相陶瓷的物相组成和力学性能的影响[22]。结果表明FeMo-Al2O3复相陶瓷中主要以Al2O3，Fe-Mo和Fe6Mo7N2三种物相形式存在。添加FeMo70合金后，Al2O3基体平均晶粒尺寸增大。FeMo-Al2O3复相陶瓷的洛氏硬度和断裂韧性均随FeMo70合金加入量的增加呈现出先增大后减小的趋势，且当FeMo70合金的加入量为13wt%时FeMo-Al2O3复相陶瓷的洛氏硬度(HRA)和断裂韧性(KIC)达到最高值[22]。崔洪芝等[23]研究原位合成法制备NiAl(FeAl)/TiB2+Al2O3复合材料。在陶瓷相中添加金属间化合物(NiAl或FeAl)形成复合材料。X射线衍射结果表明合成产物的主要组成相分别为Al2O3+TiB2，Al2O3+TiB2+NiAl及Al2O3+TiB2+FeAl，进行燃烧合成反应。通过对不同成分反应产物的相对密度，强度，断裂韧度对比，可知产物的相对密度在FeAl含量为15%时达到最高99.5%，Al2O3+TiB2+NiAl体系中在NiAl含量为20%时达到最高98.5%。随着金属间化合物含量的增加，合成复合材料的硬度下降，而断裂韧度提高[23]。曹丽丽等[24]研究原位反应合成(TiB2-Al2O3)/NiAl复合材料的微观组织。通过Ni粉末，Al粉末，TiO2粉末和B2O3粉末之间的原位反应合成(TiB2-Al2O3)/NiAl复合材料，研究材料的物相组成和组织结构，并对典型组织的形成过程进行探讨。结果表明反应产物由NiAl，TiB2和Al2O3这3种物相组成。基体由NiAl和Al2O3组成而TiB2颗粒尺寸规则[24]。吕臣敬等[25,26]采用原位合成工艺制备Al2O3/Ti-Al复合材料，并研究Al2O3/Ti-Al复合材料的物相组成，显微结构和力学性能等，以及研究Al2O3/Ti-Al复合材料的高温抗氧化性能[25,26]。

可用粉末冶金工艺制备的复合材料主要有：Fe-Al金属间化合物/陶瓷复合材料，Ni-Al金属间化合物/陶瓷复合材料和Ti-Al金属间化合物/陶瓷复合材料。Fe-Al金属间化合物/陶瓷复合材料有：Fe-Al/Al2O3复合材料，Fe-Al/ZrO2复合材料，Fe-Al/TiC复合材料等。Ni-Al金属间化合物/陶瓷复合材料有：Ni-Al/Al2O3复合材料，Ni-Al/ZrO2复合材料，Ni-Al/TiC复合材料，Ni-Al/TiB2复合材料。Ti-Al金属间化合物/陶瓷复合材料有：Ti-Al/Al2O3复合材料，Ti-Al/ZrO2复合材料，Ti-Al/TiC复合材料，Ti-Al/TiB2复合材料等。

1.3　自蔓延高温合成法(SHS)的原理和工艺过程

自蔓延高温合成法是指利用反应物之间高化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种工艺，当反应物一旦被点燃，便会自动向未反应区传播，直至反应完全。自蔓延高温反应合成工艺不仅应用于碳化物，硼化物和氮化物等单相陶瓷材料的合成，而且在制备金属/陶瓷复合材料方面取得很好的效果。但是由于反应过程中过高的反应热使材料具有较大的气孔率和较大的收缩，所以通常采用反应后的二次烧结，自蔓延高温合成过程的热压烧结以及热辊等手段获得致密的复合材料。常规自蔓延高温合成(SHS)技术是用瞬间的高温脉冲来局部点燃反应混合物压坯体，随后燃烧波以蔓延的形式传播而合成目的产物的技术。

1.4　自蔓延高温合成工艺制备金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状

李志强等[27,28]利用Ti-Al-TiO2体系进行自蔓延高温反应合成获得了Ti-Al/Al2O3复合材料。自蔓延高温化学反应合成工艺制得的金属间化合物/陶瓷基复合材料韧性较好[27,28]。李志强等[27,28]利用Al-Ti-TiO2体系，采用自蔓延高温合成技术(SHS)制备Ti-Al/Al2O3复合材料。研究认为随着合成产物中的Al2O3含量的增加，燃烧温度会提高，燃烧速度会较快，材料的致密度能够得到改善[27,28]。自蔓延高温反应合成工艺不但可以原位合成基体和增强相，而且制得的金属间化合物/陶瓷复合材料断裂韧性较好，可以通过工艺的控制制备高性能的梯度材料[27,28]。李志强等[28]研究Al-Ti-TiO2体系自蔓延高温合成及机理。有些研究者以TiO2粉，Ti粉和Al粉为原料，利用自蔓延高温反应合成结合准等静压(SHS/QP)技术原位合成制备Al2O3-TiAl/Ti3Al复合材料，并分析燃烧模式，温度和压力等合成条件对复合材料显微结构和力学性能的影响[27,28]。

朱春城等[29]研究了TiC/Ti-Al复合材料的燃烧合成过程。为了改善Ti-Al金属间化合物的脆性利用高温自蔓延反应合成/热压烧结工艺制备了TiC/Ti-Al基复合材料[29]。采用扫描电子显微镜，X射线衍射仪对合成产物进行了分析。结果表明合成产物中除存在基体相Ti3Al和TiAl和增强相TiC外，还存在许多三元相Ti3AlC2和Ti2AlC相[29]。武振生等[30]研究了Ti-C-Al-Ni系热爆复合产物TiC/NiAl复合材料的组织形态。采用差热分析，X射线衍射分析，扫描电镜研究Ti-C-Al-Ni系热爆复合产物TiC/NiAl的合成过程及其微观组织和结构[30]。结果表明在Ti-C-Al-Ni体系中Al，Ni间发生固态反应生成NiAl，所放出的热量引发Ti，C间反应生成TiC。Al-Ni明显降低Ti-C热爆反应起始温度。当体系中Ti-C含量较少时TiC和NiAl均为圆球状。随着Ti，C含量的增加NiAl发生溶化TiC趋于不规则形状。当Ti-C含量达50%左右TiC颗粒镶嵌在熔融后凝固的NiAl基体上形成较致密的金属间化合物基复合材料[30]。吴一等[31]研究自蔓延高温合成Al2O3-TiC/Fe-Al复合材料。以天然钛铁矿为主要原料，采用高温自蔓延反应合成(SHS)技术，通过铝热，碳热还原法合成Al2O3-TiC/Fe-Al金属间化合物/陶瓷基复合材料[31]。研究高温自蔓延反应(SHS)合成过程中制坯压力，预热时间，稀释剂和碳源对高温自蔓延反应(SHS)合成过程的影响。研究结果表明制坯压力在40MPa时燃烧温度与燃烧波速率出现最大值[31]。邹正光等[32]研究了碳源对自蔓延高温合成TiC-Al2O3/Fe3Al复合材料的影响。以天然钛铁矿为主要原料，采用自蔓延高温合成(SHS)技术，通过铝热，碳热还原法合成了金属间化合物/陶瓷基复合材料[32]。探讨碳源(石墨和碳黑)对FeTiO3-Al-C体系自蔓延高温合成过程及产物结构特征的影响[32]。王为民等[33]研究了热压自蔓延高温合成制备TiB2/NiAl金属间化合物基复合材料。采用热压自蔓延高温合成技术(SHS+HP)制备了TiB2/NiAl颗粒复合材料[33]。采用X-射线衍射，扫描电镜和图像分析等方法研究复合材料的微观结构，结果表明高温自蔓延反应合成结合热压烧结工艺(SHS+HP)特别适合制备颗粒增强的复合材料，采用该工艺制备出TiB2/NiAl复合材料。力学性能研究表明TiB2/NiAl复合材料的抗弯强度和硬度随TiB2量增加而提高[33]。王为民等[34]采用自蔓延燃烧合成工艺制备NiAl/TiB2复合材料。研究Ni-Al-Ti-B系统的自蔓延燃烧合成过程的微观结构变化[34]。结果表明影响合成过程的主要因素是TiB2掺量。微观研究发现原位生长TiB2颗粒平均尺寸受合成温度影响[34]。黑鸿君等[35]采用自蔓延高温合成TiB2+Al2O3/NiAl复合材料。在Al2O3+TiB2复相陶瓷中添加金属间化合物(NiAl或FeAl)形成复合材料[35]。X射线衍射结果表明合成产物主要组成相分别为Al2O3+TiB2，Al2O3+TiB2+NiAl及Al2O3+TiB2+FeAl反应按预期进行且燃烧合成反应进行的较为彻底。通过对不同成分反应产物的致密度，抗弯强度，断裂韧性对比，可知产物的致密度在FeAl含量为15%时达到最高99.5%，Al2O3+TiB2+NiAl体系中NiAl含量为20%达到最高98.5%。随金属间化合物含量的增加合成复合材料的硬度下降而断裂韧性得到显著提高[35]。

1.5　金属熔体熔融浸渗法的原理和工艺过程

金属熔渗法就是金属熔体熔融渗透法[36~41]。金属熔体熔融浸渗法是首先将陶瓷粉末通过一定的烧结工艺制成预制体，并在高温下使金属熔体或金属间化合物熔体自发的渗入到陶瓷预制体中形成烧结制品。金属熔渗法包括物理渗透和化学渗透两种机理[36~41]。物理渗透的原理和工艺过程为：陶瓷与熔融金属接触，在一定的气氛，合金成分和工艺条件下，金属对陶瓷的润湿性增强或熔融金属液和预制体内截留的气体发生反应造成真空从而使金属熔体自发渗入陶瓷材料中。化学渗透的原理和工艺过程为：将陶瓷相的组分元素或其化合物充分混合制成压坯置于合金溶液中，在高温下直接与合金液发生反应生成陶瓷颗粒均匀分布在合金液中形成陶瓷基复合材料或金属基复合材料[36~41]。可用金属熔体熔融浸渗法制备的金属间化合物/陶瓷复合材料主要有：Fe-Al金属间化合物/陶瓷复合材料，Ni-Al金属间化合物/陶瓷复合材料等，主要包括Fe-Al/TiC，Fe-Al/WC，Ni-Al/TiC，Ni-Al/WC复合材料等。还可以制备Fe-Si/SiC复合材料。

1.6　金属熔体熔渗法制备金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状

马红萍等[36]研究了熔渗法制备颗粒增强铝基复合材料，并对熔渗法制备颗粒增强铝基复合材料的制备工艺进行评述。有些研究者将铸态Fe-Al金属间化合物与氧化铝粉末按先后顺序放入石墨模具内，利用外加压方式在烧结炉中进行热压烧结制备出Fe-Al/Al2O3复合材料。Aghajanian MK等[37]研究无压熔渗工艺制备金属基复合材料的制备工艺[37]。Subramanian R等[38]采用无压熔渗工艺制备Fe-Al/TiC复合材料，并研究无压熔渗工艺制备的Fe-Al/TiC复合材料的物相组成，显微结构和力学性能[38]。Subramanian R等[39]采用金属熔体无压熔渗工艺制备FeAl-TiC复合材料和FeAl-WC复合材料，并研究FeAl-TiC复合材料和FeAl-WC复合材料的制备工艺及其显微结构和力学性能等[39]。Subramanian R等[40]研究了无压熔渗工艺制备的金属间化合物结合碳化钨复合材料的显微结构和力学性能，包括Fe-Al/WC复合材料和Ni-Al/WC复合材料[40]。

高明霞等[41~44]采用自发熔融渗透法制备高TiC含量的NiAl/TiC和Ni3Al/TiC复合材料[41~44]。由自发熔渗制备的NiAl/86%TiC复合材料具有较高的弯曲强度，复合材料具有较高的断裂韧性，具有较高的维氏硬度，采用X射线衍射分析/透射电镜/能谱分析研究NiAl/TiC复合材料的物相组成，微观结构和NiAl相与TiC颗粒在高温熔渗过程中的互渗情况[41~44]。有些研究者采用无压熔渗法制备完全致密的Fe40Al/WC复合材料[39,40]。在WC体积分数超过70%的情况下，用液相烧结法制备的FeAl/WC复合材料相对密度为82%~85%，而用无压熔渗法制备的FeAl/WC复合材料的相对密度高于98.5%，当增强相Fe40Al的体积分数为30%时，由无压熔渗法制备的Fe40Al/WC复合材料具有较高的抗弯强度，复合材料具有较高的断裂韧性，并具有较高的洛氏硬度[39,40]。通过提高WC颗粒尺寸和改善金属间化合物的界面强度来提高FeAl/WC复合材料的抗弯强度[39,40]。用无压熔渗法制备的Fe40Al/WC复合材料具有独特的高强度，高韧性，耐磨损，抗腐蚀和抗氧化性能[39,40]。采用无压熔渗法可以制备Ni3Al/WC复合材料。有些研究者采用无压熔渗法制备完全致密的Ni3Al/WC复合材料[39,40]。当金属间化合物Ni3Al的体积分数为20%和30%时，该复合材料的相对密度分别为99.5%和99.7%。Ni3Al金属间化合物材料的成分微小差别对Ni3Al/WC复合材料的弯曲强度有很大影响[39,40]。高明霞等[41~44]研究自发熔渗法制备TiC/NiAl复合材料和其微观组织特征。用自发熔化渗透法制备高TiC含量(75vol%)的TiC/NiAl复合材料，研究了渗透温度和渗透时间对TiC/NiAl复合材料微观组织形成，硬度及断裂性能的影响。采用X射线衍射分析和透射电镜/能谱分析研究了复合材料的物相组成，微观结构和NiAl相与TiC颗粒在高温渗透过程中的互溶情况[41~44]。结果表明自发熔渗法是制备致密的TiC/NiAl复合材料的有效方法，适当提高渗透温度可缩短渗透时间。在完成渗透获得致密组织的前提下，渗透温度和渗透时间对TiC/NiAl复合材料的硬度及断裂韧性无显著影响。NiAl相和TiC颗粒结合良好，是渗透后复合物的仅有组成相[41~44]。高明霞等[44]研究金属间化合物和低孔隙率TiC烧结体在热压下界面的扩散，挤压和反应行为。分别以Fe40Al，Ni3Al和TiAl(NbCr)金属间化合物为基体，在一定的压力和温度下使其和低孔隙率TiC粉体烧结体有效结合。采用扫描电镜及能谱分析仪等对其界面的组织结构进行分析。结果表明所有金属间化合物均与TiC烧结体形成冶金结合的界面[44]。TiC烧结体在高温保压过程中有微量分解，扩散进入Fe40Al和Ni3Al基体表面降低其熔点从而使其成为可流动状态，被挤压进入TiC烧结体的孔隙。但TiAl(NbCr)合金未能进入TiC烧结体孔隙[44]。何柏林等[45]采用无压熔渗法制备TiC/Ni3Al复合材料，并研究无压熔渗法制备TiC/Ni3Al复合材料的微观组织和性能。采用无压熔渗法制备TiC/Ni3Al复合材料[45]。研究渗透时间及温度对TiC/Ni3Al复合材料微观组织，硬度，断裂韧性和力学性能的影响。采用X射线衍射分析，扫描电镜及能谱分析研究TiC/Ni3Al复合材料的物相组成和微观结构。结果表明无压熔渗法是制备致密TiC/Ni3Al复合材料的有效方法。在完成渗透获得致密组织的前提下渗透时间和渗透温度对TiC/Ni3Al复合材料的硬度及断裂韧性无显著的影响。Ni3Al和TiC是渗透后复合材料的组成相[45]。

有些研究者采用金属熔渗工艺制备SiC/FexSiy复合材料。杨光义等[46]采用熔渗法制备SiC/FexSiy复合材料，并研究了熔渗法制备SiC/FexSiy复合材料显微结构和性能[46]。用FexSiy(Fe3Si，Fe5Si3，FeSi)熔体自发浸渗SiC粉体预制件制备出致密度较高的SiC/FexSiy复合材料。利用X射线衍射分析(XRD)，光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)等对SiC/FexSiy复合材料的物相组成，显微结构和力学性能进行了分析和表征[46]。研究发现自发浸渗过程中SiC在FexSiy 熔体中有溶解和析出导致复合材料的物相组成和显微结构发生变化。Fe3Si渗入后复合材料中有碳析出并生成Fe5Si3和FeSi两种新相。Fe5Si3和FeSi的渗入无碳析出，而是发生碳化硅烧结，粒子合并和晶粒长大[46]。Fe5Si3熔体渗入超细碳化硅(0.5μm)粉体预制件后，生成大颗粒的碳化硅晶粒和碳化硅单晶。通过对复合材料显微硬度，弯曲强度的测试，分析了金属熔渗法制备的SiC/FexSiy复合材料的显微结构和力学性能的关系[46]。可以采用金属熔体熔融渗透法制备出SiC/FexSiy复合材料。可用于金属熔体熔渗工艺制备的Fe-Al金属间化合物/陶瓷复合材料种类有：Fe-Al/TiC复合材料，Fe-Al/WC复合材料等。可用于金属熔体熔渗工艺制备的Ni-Al金属间化合物/陶瓷复合材料种类有：Ni-Al/TiC复合材料，Ni-Al/WC复合材料等。此外还可以采用金属熔渗工艺制备Fe-Si/SiC复合材料。

1.7　原位反应合成法的原理和工艺过程

为了克服传统方法制备的复合材料存在增强体颗粒尺寸粗大，热力学不稳定以及界面结合强度低等缺点，出现了原位合成技术，即在一定条件下通过化学反应在基体内原位生成一种或几种增强相，从而达到强化的目的[47~49]。这种方法可得到增强体颗粒尺寸细小，热力学性能稳定，界面结合强度高的复合材料，是一种很有前途的颗粒增强复合材料制造工艺[47~49]。目前报道原位合成技术主要有原位反应热压烧结技术，原位复合技术，定向氧化技术，熔体浸渍技术，反应结合技术及自蔓延高温反应合成技术等。定向氧化合成技术是利用放热反应在金属或金属间化合物基体中原位分散金属间化合物或陶瓷颗粒或晶须的原位复合技术。原位合成法是利用化学反应在原位生成补强组元-晶须或长径比较大的晶粒来补强基体材料的制备工艺[47~49]。原位合成法主要具有如下优点：简化工艺，降低材料成本，实现特殊显微结构设计和获得特殊材料性能，具有很好的热力学稳定性[47~49]。可用于原位反应热压烧结工艺制备的复合材料主要有Fe-Al金属间化合物/陶瓷复合材料，Ni-Al金属间化合物/陶瓷复合材料和Ti-Al金属间化合物/陶瓷复合材料。金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术有原位复合技术和定向氧化技术以及原位反应热压烧结工艺[47~49]。

1.7.1原位复合技术

原位复合技术是利用放热反应在金属或金属间化合物基体中原位分散金属间化合物或陶瓷颗粒或晶须的原位复合技术[47~49]。传统的方法是将粉末压坯在恒定速率下加热到可使反应自发的产生并在整个混合物中处处发生反应，例如制备TiB2/Ti-Al复合材料[47~49]。在这方面主要研究有NiAl-Ti，NiAl-TiB2和TiAl-TiB2等，如将纯金属粉末Ti粉末，Al粉末，Ni粉末和C粉末混合后进行除气干燥，随后制成致密度为70%的压坯，在真空热爆炉内合成复合材料经测试确定制备出TiC/NiAl复合材料[47~49]。陶春虎等采用原位复合(XD)工艺合成TiAl合金基Ti/TiAl复合材料，并对Ti/TiAl复合材料的力学性能进行研究[48,49]。

1.7.2定向氧化复合技术

定向氧化技术是定向金属氧化工艺，定向氧化技术可用于制备陶瓷基复合材料[47~49]。最先制备的材料为Al2O3/Al复合材料，是将铝合金熔体在高温加热一定时间，当环境为大气气氛时，在合金熔体表面就生成氧化铝从而形成Al2O3/Al复合材料[47~49]。如果环境气氛改变为氮气气氛，则可制备出含氮化物的复合材料[47~49]。有报道指出，在液氮环境中球磨Ni粉和Al粉，强化相AlN由Al和液氮反应生成，最后生成NiAl/AlN复合材料，该NiAl/AlN复合材料的抗蠕变强度达到了Ni基高温合金SAR100的水平[47~49]。

1.7.3原位反应热压烧结工艺制备的金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状

高文理等[50]采用原位反应热压烧结工艺制备了TiB2/Ti-Al复合材料，并利用X射线衍射分析(XRD)，扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对复合材料的物相组成和微观组织进行了研究[50]。汤文明等[51]研究了原位TiB2/Fe3Al基纳米复合材料的合成及其晶粒生长动力学。研究了机械合金化过程中Fe-Al-Ti-B四元粉体的结构演变，讨论其合金化机制[51]。研究表明Fe-Al-Ti-B四元粉体的机械合金化通过Al，Ti，B原子向Fe晶格中扩散形成Fe(Al,Ti,B)过饱和固溶体[51]。李建林等[52]研究了原位生成TiC/Ti5Si3纳米复合材料的显微结构，研究结果表明以SiC和Ti为原料通过反应热压烧结工艺可以原位合成TiC/Ti5Si3复合材料，其中大部分TiC粒子为纳米粒子。TiC晶粒与Ti5Si3晶粒晶界上存在原子台阶。复合材料还含有少量Ti3SiC2相[52]。刘波波等[53]研究机械合金化及原位-热压烧结合成TiC/Ti5Si3复合材料。并研究TiC/Ti5Si3复合材料的物相组成和显微结构以及力学性能等[53]。以Ti粉，Si粉和C粉为原料，利用高能球磨及热压烧结工艺合成了TiC/Ti5Si3陶瓷复合材料。研究了工艺条件尤其是热压烧结温度对合成产物的物相组成及微观结构的影响，并结合差热分析，X射线衍射分析和扫描电镜对反应合成机理进行探讨。结果表明通过优化合成工艺高能球磨12h，热压烧结温度为1400℃时烧结6h得到了高纯度的TiC/Ti5Si3陶瓷复合材料。显微结构表明TiC/Ti5Si3复合材料的合成过程伴随Si熔融，该材料以TiC-Si-Ti5Si3形式相结合，其中Si为粘结剂[53]。

姜东涛等[54]研究了燃烧合成法制备多相内生NiAl/Cr(Mo)-TiC复合材料。利用多种元素粉末燃烧合成了复杂多相内生复合材料NiAl/Cr(Mo)-TiC。研究发现随着TiC含量的增加反应体系的绝热温度和瞬时液相量提高，TiC含量和瞬时液相量对产物致密度的影响是相辅相成的，这种NiAl/Cr(Mo)-TiC复合材料具有较高的屈服强度显著高于其他NiAl基复合材料[54]。王荣明等[55]研究了Fe对原位反应热压烧结工艺原位生成NiAl-TiB2复合材料室温压缩性能的影响及其微观机制[55]。加入25at%Fe元素后其室温压缩变形量可达20%。透射电镜和高分辨透射电镜研究分析表明在所得到的NiAl(Fe)-TiB2复合材料中，除Ni(Al,Fe)，(Ni,Fe)3Al相及TiB2颗粒外还生成了一种新的Fe(Ni,Al,Ti)相。和基体相比该相有较高的Fe含量，分布于枝晶间，可提高材料的塑性。Fe(Ni,Al,Ti)相属面心立方结构并且与基体和增强颗粒之间结合致密[55]。米国发等[56]研究了TiC/Ti3AlC/Ti3Al三相自生复合材料热应力分析。根据TiC/Ti3AlC/Ti3Al三相自生复合材料的结构，建立了热应力分析的4层嵌套模型。并利用该模型计算了TiC/Ti3AlC/Ti3Al三相复合材料的热应力[56]。杨福宝等[57]研究了机械合金化合成NiAl/HfB2复合材料的组织与力学性能[57]。球磨Ni，Al，Hf和B粉末反应合成NiAl/HfB2复合材料，形成机制归结为机械碰撞诱发的自蔓延反应。采用热压烧结工艺和热等静压工艺将纳米双相复合粉末压制成较密实的块体材料，进而研究其微观组织与力学性能。结果表明反应球磨+热压烧结制备的NiAl/HfB2复合材料基体晶粒细小，原位生成的弥散相颗粒主要分布于基体晶界，其强化效果显著而对塑性的削弱作用较小；不同温度下压缩屈服强度均远高于铸态NiAl且压缩变形量均较小；高温下材料屈服强度依靠于应变速率，与含弥散相比例较高的原位复合工艺制备的NiAl-TiB2复合材料相当[57]。龙坚战等[58]采用Ni粉和Al粉末元素粉末法制备WC-Ni3Al-B复合材料[58]。为发展WC-Ni3Al-B复合材料的液相烧结制备技术，研究由羰基Ni粉，分析纯Al粉和粗WC粉的混合粉末反应合成制备的WC+Ni3Al预合金粉末[58]。曹国剑等[59]研究晶粒尺寸对(TiB2+TiC)/Ni3Al复合材料循环氧化性能的影响[59]。采用放电等离子烧结法制备(TiB2+TiC)/Ni3Al复合材料。在950℃下烧结的(TiB2+TiC)/Ni3Al复合材料的组织比在1050℃下烧结的(TiB2+TiC)/Ni3Al复合材料的组织更细小。对烧结温度分别为950℃和1050℃的复合材料在900℃下进行循环氧化性能测试[59]。李义尧等[60]用Ni，Al，Ti，B粉末通过机械合金化工艺合成TiB2/NiAl基纳米复合材料[60]。其中Ni粉末和Al粉末通过机械合金化工艺形成NiAl金属间化合物粉末，Ti粉末和B粉末通过机械合金化形成TiB2粉末[60]。将NiAl金属间化合物粉末与TiB2粉末通过机械球磨混合形成NiAl/TiB2复合粉末，并通过热压烧结工艺制备出NiAl/TiB2复合材料块材[60]。

还有些研究者研究了金属硅化物/陶瓷复合材料的制备工艺和性能[61~70]。南峰等[61]研究了反应机械合金化/退火制备Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体[61]。以Fe2O3粉，Si粉和Al粉为原料，采用反应机械合金化/退火法制备出了Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对复合粉体球磨以及退火过程中的固态反应过程，表面形貌进行表征[61]。研究表明Fe2O3-Si-Al混合粉体球磨5h后发生反应生成Al2O3，Fe5Si3，Fe3Si，FeSi，球磨20h后生成Al2O3/Fe3Si，物相组成有Al2O3和Fe3Si[61]。刘波波等[62]研究了Ti3SiC2/TiC复相陶瓷的原位合成制备工艺[62]。以Ti粉，Si粉和活性炭粉为主要原料，利用热压烧结工艺合成了Ti3SiC2/TiC复相陶瓷[62]。研究了工艺条件尤其是不同保温保压时间对合成产物相组成及微观结构的影响[62]。王连军等[63]研究了放电等离子烧结工艺制备纳米结构Ti5Si3-TiC复合材料[63]。采用金属钛和碳化硅为初始原料，采用放电等离子快速烧结技术制备了致密纳米结构的Ti5Si3-TiC复合材料[63]。借助X-射线衍射，扫描电镜和透射电镜考察了复合材料的物相组成和显微结构，利用压痕法测定其室温显微硬度和断裂韧性。结果表明利用放电等离子快速烧结技术可在1260℃，保温8min条件下使金属钛和碳化硅同步完成反应烧结致密化生成Ti5Si3-TiC复合材料[63]。王含英等[64]研究了原位SiC颗粒增强MoSi2基复合材料室温断裂韧度的效果与机制[64]。以钼粉末，硅粉末，碳粉末为原料，采用湿法混合和原位反应热压烧结复合工艺制备纯MoSi2及含原位反应生成体积分数为40vol%SiC颗粒的SiCp/MoSi2复合材料试样，并研究其显微结构和室温断裂韧度[64]。陈辉等[65]研究了机械化学还原法制备Al2O3-Mo3Si/Mo5Si3纳米复合粉体[65]。以MoO3粉，Si粉和Al粉为原料，采用机械化学还原法制备了Al2O3-Mo3Si/Mo5Si3纳米复合粉体[65]。利用X射线衍射，激光粒度分析仪，透射电子显微镜，扫描电子显微镜和差热-热重分析等对复合粉体和球磨过程中粉体的固态反应过程进行表征[65]。陈辉等[66]研究了纳米Al2O3/Mo5Si3复合粉体的机械化学合成[66]。以MoO3粉，Mo粉，Si粉及Al粉为原料，采用机械化学还原法原位合成纳米Al2O3/Mo5Si3复合粉体并对固态反应过程进行了探讨[66]。姜子晗等[67]研究了MoSi2/ZrB2基超高温陶瓷的放电等离子烧结(SPS)制备工艺和性能[67]。ZrB2陶瓷材料具有良好的抗氧化性能，抗热震性能和抗烧蚀性能[67]。采用放电等离子体烧结(SPS)工艺，添加体积分数为10%-20%的MoSi2烧结助剂，选取不同的烧结参数制备出超高温陶瓷成品[67]。艾云龙等[68]研究了SiC-ZrO2纳米颗粒协同强韧化MoSi2陶瓷的组织与性能[68]。通过热压烧结工艺制备SiC-ZrO2/MoSi2复相陶瓷以及对比试样MoSi2，ZrO2/MoSi2，SiC/MoSi2陶瓷，利用X射线衍射仪，透射电镜以及力学性能试验机等对材料组织和力学性能进行研究[68]。艾云龙等[69]研究了ZrO2/SiC-WSi2/MoSi2纳米复相陶瓷的制备工艺及增韧机制探讨[69]。并研究ZrO2/SiC-WSi2/MoSi2复相陶瓷的物相组成，显微结构和力学性能等。利用扫描电镜，图像分析仪以及X射线衍射仪研究ZrO2/SiC-WSi2/MoSi2复合粉末的分散，热压试样结构，组织以及断口形貌和断裂韧性之间的相互关系[69]。艾云龙等[70]研究了SiC(W)-ZrO2改性MoSi2复相陶瓷的组织与性能[70]。通过热压烧结工艺制备SiC(W)-ZrO2-MoSi2复相陶瓷，利用X射线衍射仪，透射电镜对复相陶瓷试样组织结构进行了研究，探讨了SiC(W)-ZrO2协同作用对MoSi2陶瓷性能的影响[70]。结果表明纳米ZrO2颗粒的加入对材料的细化作用较SiC晶须明显，复相协同作用细化效果更好[70]。

可用原位反应热压烧结工艺制备的复合材料有：Fe-Al金属间化合物/陶瓷复合材料，Ni-Al金属间化合物/陶瓷复合材料和Ti-Al金属间化合物/陶瓷复合材料。Fe-Al金属间化合物/陶瓷复合材料有：Fe-Al/Al2O3复合材料，Fe-Al/ZrO2复合材料，Fe-Al/TiC复合材料等。Ni-Al金属间化合物/陶瓷复合材料有：Ni-Al/Al2O3复合材料，Ni-Al/ZrO2复合材料，Ni-Al/TiC复合材料，Ni-Al/TiB2复合材料等。Ti-Al金属间化合物/陶瓷复合材料有：Ti-Al/Al2O3复合材料，Ti-Al/ZrO2复合材料，Ti-Al/TiC复合材料，Ti-Al/TiB2复合材料等。

1.8　金属间化合物/陶瓷复合材料的种类和研究现状以及未来发展趋势

金属间化合物/陶瓷基复合材料的种类很多，常用金属间化合物主要包括Fe-Al金属间化合物，Ni-Al金属间化合物，Ti-Al金属间化合物。这些金属间化合物材料都可以与陶瓷材料相复合制备金属间化合物/陶瓷复合材料，如Al2O3，ZrO2，TiC，AlN，TiB2等陶瓷。此外还应该开发其他种类的金属间化合物材料，例如Nb-Al金属间化合物，Fe-Ni金属间化合物，Ni-Si金属间化合物以及Fe-Si金属间化合物，Ni-Ti金属间化合物，Mo-Si金属间化合物等与陶瓷材料相复合制备金属间化合物/陶瓷复合材料。Nb-Al合金，Fe-Ni合金，Ni-Si合金，Fe-Si合金，Ni-Ti合金，Mo-Si合金都具有良好的性能。Nb-Al金属间化合物是高温合金材料，将Nb-Al金属间化合物与陶瓷相复合可以制备具有耐高温抗氧化的新型复合材料。同时为了改善这些金属间化合物材料的某些性能，向这些金属间化合物中加入陶瓷颗粒形成颗粒增强的金属间化合物基复合材料，可以提高金属间化合物的力学性能，并提高金属间化合物材料的耐磨损性能和耐高温性能等。

1.9　金属间化合物/陶瓷复合材料制备技术的应用现状

在金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备技术中，其中能够被广泛应用的是粉末冶金技术，金属熔融浸渗技术，原位自生法和高温自蔓延反应合成法。其中粉末冶金法又包括热压烧结工艺，常压烧结工艺，放电等离子烧结工艺，热等静压烧结工艺，热压反应烧结工艺。其中粉末冶金技术成本较低，制备工艺简单，产品性能较好。所以采用粉末冶金技术制备金属间化合物/陶瓷基复合材料较为广泛。粉末冶金工艺得到的烧结制品的性能较高。所以粉末冶金法制备金属间化合物/陶瓷复合材料在工程领域中应用比较广泛。金属熔融浸渗法需要高温炉，所制备的烧结制品力学性能较高而且可以实现大批量制造产品或零部件。原位自生法和自蔓延高温反应合成法在工程领域有着广泛的应用，可以生产一些具有特殊性能的产品或零部件。

1.10　金属间化合物/陶瓷复合材料制备技术的发展趋势

金属间化合物/陶瓷复合材料制备技术的发展趋势主要有以下几个方面：

(1)加强开发更多不同的新类型基体的复合材料。

(2)加强工艺过程的控制。

(3)加强先进制备技术的研究。

(4)开发低成本制备技术。

2结论与展望

本文主要介绍金属间化合物/陶瓷复合材料的制备方法，包括粉末冶金法，自蔓延高温合成法，金属熔体熔融渗透法，原位合成法，其中粉末冶金法又包括热压烧结工艺，常压烧结工艺，放电等离子烧结工艺，热等静压烧结工艺，热压反应烧结工艺等。并对这些制备技术的原理和发展现状进行评述，并对这些制备方法在研究和生产中的应用进行介绍，并对未来的金属间化合物/陶瓷复合材料制备技术的发展方向进行了展望。本文对金属间化合物/陶瓷复合材料的制备方法及其工艺进行详细的介绍，可以看出新技术得到了开发和应用，新技术和新材料被用来制备复合材料，而且所制备的金属间化合物/陶瓷复合材料具有优秀的性能，所以金属间化合物/陶瓷复合材料的制备工艺还需进一步研究和完善，新的研究表明这些制备技术的发展有呈现新的发展趋势，使得金属间化合物/陶瓷复合材料能够更加广阔的应用在工程领域中。

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Research Status, Development Trend and Applications of the Intermetallics compounds/ceramics Matrix Composites Fabricated by Powders Metallurgy Process and Metal Melt Infiltration Process

Jiang TaoChen YangCheng MingWan HairongWang Yuanyuan

(School of Materials Science and Engineering, Xi’an Shiyou University, Xi’an 710065)

Abstract:The intermetallics compounds/ceramics matrix composites have many excellent properties and applied in the engineering fields. In this paper, the fabrication process of the intermetallics compounds/ceramics matrix composites were introduced, the fabrication process included powders metallurgy process and metal melt infiltration process, the fabrication process of intermetallics compounds/ceramics matrix composites included: powders metallurgy technology, high temperature self-propagation synthesis, metal melt infiltration process and in-situ reaction synthesis process. The powders metallurgy process included hot-pressing process, pressureless sintering process, spark plasma sintering process, hot iso-static pressing process and hot-pressing reactive sintering process. The theories and development of these fabrication processes were introduced and discussed. The research and application of these preparation processes were introduced. The research status and development trend of the intermetallics compounds/ceramics matrix composites were introduced. The further development on the preparation technology of the intermetallics compounds/ceramics matrix composites was also prospected.

Keywords:intermetallics compounds; ceramics materials; composites materials; fabrication technology; research, development and application

doi:10.16253/j.cnki.37-1226/tq.2015.05.004

作者简介：江涛(1978~)，男，博士，讲师.主要从事复合材料的制备与性能方面的研究.

基金项目：国家级大学生创新创业训练计划资助项目，项目编号(201410705031).