2019年12月31日，SCI期刊Scientific Reports以題為“Aluminum Matrix Composites Manufactured using Nitridation-Induced Self-Forming Process”發表了來自韓國研究人員陶瓷體增強鋁基復合材料AMC低成本制備研究的進展。

通常情況下，鋁與陶瓷增強體之間的潤濕性很差。因此，amc材料技術發展幾乎可以說是圍繞這個問題而進行的。即使如此，由于當前商業生產的工藝復雜和成本高企，因此也使amc的市場很小。

NISFAC工藝原理圖及產品展示

（a,鋁和增強粉體混合b,氮氣氣氛加熱c,加熱后自生鋁基復合材料d,尺寸易于調節e,產品展示f、g，優異的成形性）

研究人員將這種利用氮氣誘導自生鋁基復合材料的方法稱為“NISFAC”，認為其可以簡化當前商業生產技術中的步驟。即將鋁粉及陶瓷增強粉體（如碳化硅粉）混合，然后再氮氣氣氛下加熱制備AMCs。在氮氣氣氛下加熱時，鋁和增強體的表面改性都是由氮化引起的。當覆蓋Al粉末表面的氧化物層轉變為氮化物時，局部區域的溫度迅速升高，導致Al粉末的部分熔融。熔融鋁滲入鋁粉與增強體之間的空隙，使鋁粉無外力固結。可以制備具有各種類型、尺寸、體積分數和增強形態的AMCs。此外，由于氮化的放熱特性，可以將制造溫度降低到鋁的熔點以下（或合金的固相線溫度），從而防止生成不需要的反應物。

Al/SiC混合粉末在630℃氮氣中加熱的掃描電鏡圖像

（a）20?min，（b）30?min，（C）35?min，（d，e）40?min，（f）60?min

其優勢包括：利用鋁氮化的放熱降低生產溫度至鋁熔點以下；此外，Al的表面改性和強化在氮化過程中自發形成，解決了陶瓷增強粉體的潤濕性難題，并開辟了采用不同增強體（包括SiC、Al2O3、B4C、TiC、TiB2和碳纖維等）的可能。

論文地址：

https://www.nature.com/articles/s41598-019-56802-3

編譯 YUXI