與傳統(tǒng)的金屬材料相比，顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料不僅兼有金屬的高塑性、高韌性和增強(qiáng)顆粒的高模量、高硬度，同時(shí)具有各向同性，是應(yīng)用前景很廣的材料。碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料可用來(lái)制造衛(wèi)星及航空結(jié)構(gòu)材料，如衛(wèi)星支架、結(jié)構(gòu)連接件、管材、各種型材、導(dǎo)彈翼、制導(dǎo)元件；制造飛機(jī)零部件等，發(fā)展這種材料具有重要的戰(zhàn)略意義。
碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，其增強(qiáng)體顆粒價(jià)格低廉，可用常規(guī)方法制造加工，便于批量生產(chǎn)。研發(fā)成本低、效果好的制備工藝是當(dāng)前材料領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。
一、粉末冶金法
粉末冶金法具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如可任意調(diào)節(jié)增強(qiáng)相的體積分?jǐn)?shù)（最高可達(dá)７０％），較準(zhǔn)確地控制成分比，且其增強(qiáng)顆粒的粒徑在納米范圍內(nèi)可調(diào)。此外，粉末冶金工藝的燒結(jié)溫度較低，可有效減輕增強(qiáng)體與基體間的有害界面反應(yīng)，制得的復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能。近年來(lái)，進(jìn)一步開發(fā)出機(jī)械合金化-粉末冶金法。該法制備的復(fù)合材料，其增強(qiáng)體顆粒分布均勻，粒度在納米至微米范圍內(nèi)可調(diào)，增強(qiáng)相的體積分?jǐn)?shù)可高達(dá)７０％，與基體的界面結(jié)合良好，所制備的復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)異。美國(guó)ＤＷＡ 公司采用機(jī)械合金化-粉末冶金法生產(chǎn)了碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，已將其應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、航天器等。
二、壓力鑄造法
此法是將液態(tài)或半液態(tài)金屬基復(fù)合材料或金屬以一定速度填充壓鑄模型腔，或增強(qiáng)材料預(yù)制體的空隙中，在壓力作用下使其快速凝固成形而制備出金屬基復(fù)合材料，包括擠壓鑄造法、離心鑄造法、氣體壓力滲透鑄造法等。目前，生產(chǎn)應(yīng)用中使用較多的是擠壓鑄造法，其具體方法是：首先把碳化硅顆粒增強(qiáng)相以適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑粘結(jié)制成預(yù)制塊，然后裝入鑄模，澆入精煉的鋁基體金屬熔體，并立即加壓使熔融的金屬熔體浸滲到預(yù)制塊中，凝固之后即得碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。壓力鑄造法的主要優(yōu)點(diǎn)是：可大批量制造顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的零部件，成本低；浸滲時(shí)熔體與增強(qiáng)材料在高溫下接觸時(shí)間短，避免了界面反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)復(fù)合材料的不利影響；高壓作用促進(jìn)了熔體對(duì)增強(qiáng)材料的潤(rùn)濕，增強(qiáng)材料無(wú)需進(jìn)行表面預(yù)處理；所制備材料的組織致密，無(wú)氣孔。
三、噴射沉積法
此法是將液態(tài)金屬在高壓下霧化，并在其流出時(shí)將增強(qiáng)顆粒噴射入金屬液中，兩相混合的霧化液體隨后在容器中沉積成形。噴射沉積法采用不同形狀的基體和不同的基體運(yùn)動(dòng)方式可獲得管坯、圓柱坯、帶坯等不同產(chǎn)品。此法的優(yōu)點(diǎn)是可直接由液態(tài)金屬霧化和沉積形成具有快速凝固組織和性能特征及一定形狀的坯件；保證了增強(qiáng)顆粒在基體中的分布均勻性；冷卻速度很快，避免了增強(qiáng)顆粒與金屬基體之間的界面反應(yīng)；對(duì)界面的潤(rùn)濕性要求不高，晶粒十分細(xì)小。