原位合成法

原位反應製備金屬基複合材料是在一定條件下，依靠合金成分設計, 在合金體系內發生化學反應生成一種或幾種高硬度、高彈性模量的陶瓷或金屬間化合物增強體, 而達到增強基體目的的工藝方法。

固一液反應法是研究較廣的一種複合工藝。一般是將反應物粉末與金屬熔體混合，使加入粉末與金屬熔體成分反應或自行分解，生成難熔的高硬度質點，均勻分散在基體中，形成複合材料。該複合工藝的特點是成本較低，反應材料種類較多，複合後的材料組織細密。

固相間原子擴散來完成，通常温度較低，增強相的長大傾向較小，有利於獲得超細增強相，但是該工藝效率較低。屬於此方法的複合工藝有自蔓延高温合成法(sHS)、xDTM法、接觸反應法、混合鹽反應法和機械合金化(MA)法等。

①自蔓延高温合成法(SHS)

SHS法是指生成熱足夠高的材料通過起燃後燃燒波的自蔓延使反應物轉變成產物的方法。該法是由前蘇聯的Merzhanov等人於1967年提出的，這種方法的主要優點是反應合成所需要的能量由自身產生(節能)，產品純度高(高温下低沸點雜質揮發掉)，以及反應速度快、產量高等，因此具有非常大的吸引力。主要用於反應合成陶瓷、金屬間化合物及金屬間化合物基複合材料。

②XDlM法

XDTM法(Exothermical Dispersion Technique)也叫放熱彌散法，該方法是在SHS法的基礎上改進而來的，1983年由美國的Martin Marietta實驗室首先提出的。其基本原理是將預期構成增強材料的兩種組分的粉末與金屬基體粉末混合均勻並壓實除氣後，將壓坯快速加熱到金屬基體熔點以上的温度，使它們之間發生反應，生成粒徑小於1nm、均勻分佈的彌散顆粒，反應放出的熱量可以使反應繼續下去。

這樣，在金屬基體熔體的介質中，兩固態反應元素相互擴散、接觸並不斷反應析出穩定的增強相，然後再將熔體進行鑄造，擠壓成形。

3接觸反應法

接觸反應法(MCR)是在綜合了SHS法和XDTM法優點的基礎上，發展起來的又一製造原位MMCs的方法。該方法的基本原理是將反應元素粉末按一定比例混勻，並製成預製塊，然後用鐘罩等工具將預製塊壓入一定温度的金屬液中，在金屬液的高温作用下，預製塊中的元素髮生化學反應，生成所需的增強相，攪拌後澆注成形。

④混合鹽反應法

該法是英國London Scandinarian Metallurgical公司的專利技術。它是將含有Ti和B的鹽類(如KBF4和K2TiF6)混合後，加入到高温的金屬熔體中，在高温作用下，所加鹽中的Ti和B就會被金屬還原出來而在金屬熔體中反應形成TiB2增強粒子，扒去不必要的副產品，澆注冷卻後即獲得了原位TiB2增強的金屬基複合材料。

⑤機械合金化(MA)

機械合金化(MechanicalAIloying)是一種固態粉末處理工藝，採用該方法可用來製備陶瓷粒子增強金屬基複合材料。這種方法是在1970年由Benjamin首先提出的。其基本原理是將所需粉末置於高能球磨機中球磨，球磨過程中粉末反覆受到強烈塑性變形、冷焊和破碎，並形成尺寸較為平均的顆粒，然後將此粉末真空脱氣，熱壓或冷處理固結成形。