近年來(lái)，以SiC顆粒增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料，由于具有優(yōu)異的耐磨性、高彈性模量、高強(qiáng)度、低密度、良好的尺寸穩(wěn)定性、耐磨耐腐蝕性和高溫性能，顯示出越來(lái)越廣闊的應(yīng)用前景。但是，SiC作為原料直接使用時(shí)還存在一些問(wèn)題需要解決。例如，由于金屬基體通常含有性質(zhì)不同的合金元素和相，在高溫下元素化學(xué)活性增加，易與增強(qiáng)體發(fā)生界面反應(yīng)，形成各種類型的脆性界面產(chǎn)物；由于裸SiC共價(jià)鍵與金屬基體的金屬鍵之間有本質(zhì)的區(qū)別，使得界面潤(rùn)濕性能差。顆粒表面吸附的氣體是導(dǎo)致碳化硅顆粒與鋁液浸潤(rùn)性差的一個(gè)主要原因，吸附氣體和雜質(zhì)容易使復(fù)合后產(chǎn)生空洞。這些空洞是復(fù)合材料在外力作用下產(chǎn)生裂紋的源頭。這些都會(huì)對(duì)界面的結(jié)合強(qiáng)度及材料的力學(xué)性能帶來(lái)不利影響。
要解決這些問(wèn)題，就需要對(duì)碳化硅顆粒進(jìn)行表面改性處理。顆粒表面改性的方法有多種，主要方法是在顆粒表面包覆或反應(yīng)生成其他物質(zhì)，改變顆粒的原有性質(zhì)。對(duì)SiC顆粒進(jìn)行表面改性的方法一般有包覆改性法和高溫氧化法等。目前國(guó)內(nèi)外研究比較成熟的包裹工藝有非均相沉淀法、溶膠凝膠法、醇鹽水解法、化學(xué)鍍法等。例如，以CuSO4.5H2O為主鹽，甲醛為還原劑，采用化學(xué)鍍銅法可以在SiC顆粒表面實(shí)現(xiàn)Cu包覆SiC顆粒，SiC顆粒表面含銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到30%，復(fù)合粉體包覆完全、分散均勻、無(wú)明顯團(tuán)聚，而且大部分呈球形。據(jù)報(bào)道，8%SiC顆粒增強(qiáng)Al6061復(fù)合材料的硬度和屈服強(qiáng)度比基體材料分別提高18.6%和44%，而相應(yīng)的Cu包覆SiC復(fù)合顆粒增強(qiáng)Al6061復(fù)合材料的硬度和屈服強(qiáng)度可比基體材料分別提高23.7%和60%。這是由于銅和鋁合金基體之間形成了良好的界面結(jié)合，并且銅溶解到基體合金中起到了固溶強(qiáng)化作用。這表明Cu包覆SiC復(fù)合顆粒比單純的SiC顆?？梢愿蟪潭鹊靥岣卟牧系挠捕群颓?qiáng)度。試驗(yàn)還表明，如果增強(qiáng)體與基體結(jié)合得較好，那么復(fù)合材料的耐磨性隨著增強(qiáng)體的體積分?jǐn)?shù)的增加而持續(xù)增加；如果增強(qiáng)體與基體結(jié)合得較差，那么復(fù)合材料的耐磨性隨著增強(qiáng)體的體積分?jǐn)?shù)的增加在達(dá)到一個(gè)臨界值之后就開(kāi)始降低。
另?yè)?jù)報(bào)道，用溶膠-凝膠法可在SiC顆粒表面涂覆Al2O3和MgO涂層，Al2O3和MgO涂層起到擴(kuò)散阻擋層的作用，可抑制SiC與Al的界面反應(yīng)；用非均勻成核法，以pH值緩沖溶液作為沉淀劑，可在納米SiC顆粒表面均勻地涂覆上一層Al(OH)3。涂覆的納米SiC粉體表現(xiàn)出類似Al2O3的膠體特性，并且在1000°C以下具有很強(qiáng)的抗氧化能力。
SiC顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料在高溫制備過(guò)程中很難避免其與鋁合金基體發(fā)生反應(yīng)，使SiC顆粒受到損傷，從而影響復(fù)合材料的力學(xué)性能。通過(guò)高溫氧化處理，使之表面形成一層致密的非晶SiO2層，能有效阻止高溫下Al對(duì)SiC的侵蝕；由于氧在SiO2中的擴(kuò)散速率非常小，這層SiO2膜會(huì)阻止氧進(jìn)一步與SiC接觸，因而具有良好的抗氧化性能。