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(fā)表了來自韓國研究人員陶瓷體增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料AMC低成本制備研究的進(jìn)展。

通常情況下，鋁與陶瓷增強(qiáng)體之間的潤濕性很差。因此，amc材料技術(shù)發(fā)展幾乎可以說是圍繞這個問題而進(jìn)行的。即使如此，由于當(dāng)前商業(yè)生產(chǎn)的工藝復(fù)雜和成本高企，因此也使amc的市場很小。

NISFAC工藝原理圖及產(chǎn)品展示

（a,鋁和增強(qiáng)粉體混合b,氮?dú)鈿夥占訜醕,加熱后自生鋁基復(fù)合材料d,尺寸易于調(diào)節(jié)e,產(chǎn)品展示f、g，優(yōu)異的成形性）

研究人員將這種利用氮?dú)庹T導(dǎo)自生鋁基復(fù)合材料的方法稱為“NISFAC”，認(rèn)為其可以簡化當(dāng)前商業(yè)生產(chǎn)技術(shù)中的步驟。即將鋁粉及陶瓷增強(qiáng)粉體（如碳化硅粉）混合，然后再氮?dú)鈿夥障录訜嶂苽銩MCs。在氮?dú)鈿夥障录訜釙r，鋁和增強(qiáng)體的表面改性都是由氮化引起的。當(dāng)覆蓋Al粉末表面的氧化物層轉(zhuǎn)變?yōu)榈飼r，局部區(qū)域的溫度迅速升高，導(dǎo)致Al粉末的部分熔融。熔融鋁滲入鋁粉與增強(qiáng)體之間的空隙，使鋁粉無外力固結(jié)。可以制備具有各種類型、尺寸、體積分?jǐn)?shù)和增強(qiáng)形態(tài)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(diǎn)以下（或合金的固相線溫度），從而防止生成不需要的反應(yīng)物。

Al/SiC混合粉末在630℃氮?dú)庵屑訜岬膾呙桦婄R圖像

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

其優(yōu)勢包括：利用鋁氮化的放熱降低生產(chǎn)溫度至鋁熔點(diǎn)以下；此外，Al的表面改性和強(qiáng)化在氮化過程中自發(fā)形成，解決了陶瓷增強(qiáng)粉體的潤濕性難題，并開辟了采用不同增強(qiáng)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