几种层状金属复合材料制备方法现状及发展方向综述
摘要
近几十年来随着航空航天和汽车制造行业的发展，人们对层状金属复合材料的需求日益密切。本文介绍了几种当下主流的层状复合材料制备技术，如累积叠轧、高压管扭转和管状高压剪切，及其优缺点，并总结今后的研究方向。
关键词：剧烈塑性变形，复合材料
复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。目前通过多种方法，比如气相沉积和外延生长等，都能够获得层状金属复合材料（Laminated metal composites，LMCs），该材料的界面状态对其物理和力学性能有重要影响[1—7]。但这些方法具有很明显的劣势：成本较高，不可用于工业化大规模生产[8]。采用剧烈塑性变形（Severe Plastic Detormation,SPD）的方法也能得到该种材料， SPD主要通过在变形中引入大的应变量从而细化金属的方式获得高强度材料，众所周知，通过细化晶粒的方法可以增加材料的强度，大量实验表明当晶粒的直径细化到小于1微米时，在常温下它会表现出杰出的强度性能[9]。相较于气相沉积等方法，它具有成本低、可获得完整大尺寸试样等优点。下文将重点介绍几种SPD方法。
1． 累积叠轧（Aaccumulative roll bonding,ARB）
这种一种最早由Saito等人提出的制备高强度层状金属复合材料的SPD方法[8]。它主要通过反复轧制的方法细化材料晶粒尺寸，从而提高材料的强度性能。使用该种方法可以获得同种或复合高强度性能材料。
1.1 原理
如图1所示，准备两块需要复合的板状材料并将它们均匀叠放，为了提高两块材料表面间摩擦力防止材料滑动，应事先对两接触面进行表面处理。使两块板料同时进入轧辊间隙进行轧制。轧制结束后将板料一分为二，对得到的板料同样进行表面处理，叠放整齐后再次进行轧制[7]。
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