李建宇, 吕书林, 吴树森, 鲁 康, 高 琦

（华中科技大学 材料成形与模具技术国家重点实验室，武汉 430074）

铝基纳米复合材料具有质量轻、比强度高、比刚度高、耐磨性好等优异的性能，在航天、航空等军事以及汽车工业等领域受到越来越广泛的关注[1]。其中，由于SiC颗粒具有高强度、高硬度、高耐磨、高热导率、低热膨胀率和低密度等优良性能，纳米SiCp/Al复合材料具有广泛的应用前景[2]。目前纳米SiCp/Al复合材料基本上都是通过烧结 + 热挤压法制备，相对于液态外加法，制备设备昂贵，工艺复杂，孔隙率高；但是，外加法制备纳米SiCp/Al的主要难点在于纳米SiC颗粒与金属基体的润湿性差，导致纳米SiC颗粒难以加入到金属熔体中，另外纳米陶瓷颗粒在金属基体中容易团聚。因此，开发一种新的制备工艺显得十分必要。

超声振动工艺具有环保节能、低成本、操作简单和高效性等优点，在金属基复合材料领域中有着广阔的应用前景[3-7]。制备金属基复合材料时，对金属复合熔体施加超声振动能够细化晶粒、促进颗粒分散和改善增强颗粒与基体之间的润湿性，这主要是因为超声波在金属熔体中产生的声空化和声流效应[5-7]。Tsunekawa等[8]制备SiO2/Al-Mg基复合材料时，施加了超声振动，发现超声振动能改善增强颗粒与金属熔体之间的润湿性。Liu等[9]借助超声工艺成功地使Al3Ti颗粒于基体合金中均匀分散。高琦等[10]利用超声工艺制备了原位TiB2/Al-4.5Cu复合材料，结果表明TiB2颗粒在基体中均匀分布。目前，大部分文献主要报道了超声振动对微米增强颗粒的分散效果，对外加纳米颗粒增强铝基复合材料的分散效果研究相对较少。……