固態制備方法的特點是制備過程中溫度較低，金屬基體與增強材料均處于固態，可抑制金屬與增強物之間的界面反應。金屬基體往往以粉末或金屬箔形式與增強材料（纖維、晶須、顆粒等）預先按設計要求以一定的含量、分布、方向混合排布在一起，再經加熱、加壓，復合粘結在一起，形成復合材料。屬于這類制備方法的工藝主要包括：粉末冶金法、熱壓法、熱等靜壓法、軋制法、拉拔法等。       1．粉末冶金法       固態制備法中，粉末冶金法是最早用來制造金屬基復合材料的方法。早在1961年，Koppenaal等人就利用粉末冶金法制造纖維體積分數為20%_40%的碳／鋁復合材料，但由于性能很低，且無有效措施加以提高，這種方法主要用于制造顆?；蚓ы氃鰪娊饘倩鶑秃喜牧?。       粉末冶金法是一種成熟的工藝方法，一方面可以制造復合材料的坯料，供擠壓、軋制、鍛壓、旋壓等二次加工后制成零部件；另一方面也可直接制成尺寸、形狀準確的復合材料零件，可減少后續加工，工藝靈活性大，適于批量生產。 圖3-1為粉末冶金法的工藝流程。該工藝適于制造SiCp/Al、SiCw/Al、Al2 O3/Al、Ti82/Ti等金屬基復合材料零部件、板材或錠坯等。常用的增強材料有：SiCP、SiCw、 Al2O3、B4Cp等顆粒、晶須及短纖維等。常用的基體金屬有：Al、Cu、Ti等。在粉末冶金法中，合金粉末和增強顆粒（晶須）可根據需要，以任意比例混合，與鑄造法相比，粉末冶金工藝中，顆粒（晶須）的含量不受限制，顆粒大小也可在較大范圍內進行選擇。但材料的成本較高，制造大尺寸的零件和坯料還有一定的困難。                圖3-1粉末冶金法制造金屬基復合材料的工藝流程       美國的DWA公司用此法制造了不同成分的鋁合金基體和不同顆粒（晶須）含量的復合材料及各種零件、管材、型材和板材，它們具有很高的比強度、比模量和耐磨性，已用于汽車、飛機、航天器等。粉末冶金法也被用來制造鈦基、金屬間化合物基復合材料。       2．熱壓法與熱等靜壓法       熱壓法和熱等靜壓法又稱擴散粘接法，是加壓焊接的一種，因此有時也稱擴散焊接法。它是在較長時間的高溫及不大的塑性變形作用下依靠接觸部位原子間的相互擴散進行的。擴散粘接過程可分為三個階段：粘接表面之間的最初接觸，由于加熱和加壓使表面發生變形、移動、表面膜（通常是氧化膜）破壞；隨著時間的延長發生界面擴散和體擴散，使接觸面密著粘接；由于熱擴散結合界面最終消失，粘接過程完成。影響擴散粘接過程的主要參數是溫度、壓力和一定溫度及壓力下維持的時間，其中溫度最為重要，氣氛對產品質量也有影響。       (1) 熱壓法熱壓工藝流程如圖3-2所示，基本原理是先將纖維增強纖維與金屬基體制成復合材料預制片，然后將預制片按設計要求裁剪成所需的形狀、疊層排布：視對纖維體積含量的要求在疊層時添加基體箔，將疊層放人模具內，進行加熱加壓，最終制得復合材料或零件。 圖3-2熱壓法工藝流程       復合材料預制片制備和熱壓過程是最重要的兩個工序，直接影響纖維的分布、界面的特性和性能。預制片的制備有3種主要的制備方法：等離子噴涂法、箔粘接法及液態金屬浸漬法。前兩種方法常用來制備硼纖維、碳化硅纖維增強的金屬基復合材料預制片，纖維的直徑較細，為100~ 400μm，容易排列。等離子噴涂法制備增強纖維的復合片已發展成為一種生產方法，美國Textron公司已建成設備，成功生產出大型硼纖維、碳化硅纖維增強鋁、鈦復合材料構件。而對于碳纖維、碳化硅束絲、氧化鋁纖維等，因纖維直徑較細，數百數千根纖維集成一束，為使金屬充分填充到纖維孔隙間，需采用液態金屬浸漬法制成復合絲或復合帶，再排布成預制片。       熱壓過程中，為防止金屬的氧化，必須在真空或保護性氣氛下進行。熱壓溫度、壓力為主要工藝參數。為使金屬在熱壓過程中充分充填所有的孔隙，要求金屬有較高的軟化程度。提高熱壓溫度可使金屬有較好的塑性，促進擴散粘接，但溫度也不能過高，以免纖維與基體之間發生反應，影響材料性能。因此，加熱溫度一般控制在稍低于合金固相線的溫度。有時為了更好的復合，特別在熱壓“生片”時，希望有少量液相存在，溫度控制在基體合金的固相線和液相線之間。選用壓力在較大范圍內變化，但過高容易損傷纖維，一般控制在10MPa以下，壓力的選擇與溫度有關，溫度高，壓力可適當降低。熱壓時間一般在10~20min。根據工藝特點，熱壓法分為模內熱壓、分步熱壓和動態熱壓等幾種。       熱壓法適于制造B/Al、SiC/Al、SiC/TiC/Al、C/Mg等復合材料零部件、管材和板材等，是目前制造直徑較粗的硼纖維和碳化硅纖維增強鋁基、鈦基復合材料的主要方法，其產品作為航空發動機主倉框架承力柱、發動機葉片、火箭部件等已得到應用。熱壓法也是制造鎢絲一超合金、鎢絲一銅等復合材料的主要方法之一。        (2)熱等靜壓法熱等靜壓法也是熱壓的一種，是1955年美國研究成功的一種先進材料成型技術，可用于制造形狀復雜的金屬基復合材料零件。熱等靜壓法用惰性氣體加壓，工件在各個方向上受到均勻壓力的作用。其工作原理是：在高壓容器內設置加熱器，將金屬基體（粉末或箔）與增強材料（纖維、晶須、顆粒）按一定比例混合或排布后，或將預制片疊層后放入金屬包套中，抽氣密封后裝入熱等靜壓裝置中加熱、加壓，復合成金屬基復合材料。       熱等靜壓法主要的工藝參數為：溫度、壓力、保溫保壓時間。溫度一般低于熱壓溫度，以防止嚴重的界面反應，可在數百度到2000℃圍內選擇；壓力根據基體金屬在高溫下變形的難易程度而定，易變形的金屬壓力選擇低一些，難變形的金屬則選擇較高的壓力，一般在100~ 200MPa。保溫保壓時間主要根據工件的大小來確定，工件越大保溫時間越長，一般為30min到數小時。       熱等靜壓法特別適合制造鈦、金屬間化合物、超合金基的復合材料，適合用于制造管、筒、柱狀零件，如B/Al、SiC/Ti管材，美國航天飛機用的B/Al管柱、火箭導彈的構件均用此法制造。       熱等靜壓法的優點是：金屬基體與增強物復合良好，組織細密，無縮孔、氣孔等缺陷，形狀、尺寸準確，性能均勻。缺點是設備投資大，工藝周期長，成本高。3．熱軋法、熱擠壓法和熱拉法       熱軋法、熱擠壓法及熱拉法都是的金屬材料塑性成形加工工藝，也用于復合材料的制造。       熱軋法主要用來將已復合好的顆粒、晶須、短纖維增強金屬基復合材料錠坯進一步熱軋加工成板材，適用的復合體系有SiCP-AI、SiCw-Cu、Al2O3W-Al、Al2O3W-Cu等。也可將由金屬箔與連續纖維組成的預制片制成板材，如鋁箔與硼纖維、鋁箔與鋼絲。為了提高粘接強度，常在纖維上涂銀、鎳、銅等涂層，為了防止氧化常用鋼板包覆再軋制。與金屬材料的軋制相比，長纖維一金屬箔軋制時每次的變形量小，軋制道次多。比較成功的用熱軋法制成的復合材料有硼纖維與鋁箔、鋼絲與鋁箔直接熱軋或熱壓后熱軋成硼纖維增強鋁和鋼絲增強鋁基復合材料。對于顆?；蚓ы氃鰪娊饘倩鶑秃喜牧习宀?，先經粉末冶金或熱壓成坯料，再經熱軋成復合材料板材。       熱擠壓和熱拉主要用于顆粒、晶須、短纖維增強金屬基復合材料坯料的進一步加工，制成各種形狀的管材、型材、棒材等。經擠壓，拉拔后復合材料的組織變得均勻，缺陷減少或消除，性能明顯提高，短纖維和晶須還有一定的擇優取向，軸向拉伸強度提高很多。該工藝適于制造C/Al、Al2O3/A1復合材料棒材和管材等。常用的增強材料為B、SiCw等；常用的基體金屬有Al等。熱擠壓和熱拉對制造金屬絲增強金屬基復合材料是很有效的方法，具體做法是在基體金屬坯料上鉆長孔，將增強金屬制成棒放入基體金屬的孔中，密封后進行熱擠壓或熱拉，增強金屬棒變成絲。也有將顆?；蚓ы毰c基體金屬粉末混勻后裝入金屬管中，密封后直接熱擠壓或熱拉成復合材料管樹或棒材的。4．爆炸焊接法       爆炸焊接法是利用炸藥爆炸產生的強大脈沖應力，通過使碰撞的材料發生塑性變形、粘接處金屬的局部擾動以及熱過程使材料焊接而形成復合材料。圖3-3是爆炸焊接法工藝的示意圖。焊接前應將金屬絲編織好或固定好，基體和金屬絲必須除去表面的氧化膜和污物。爆炸焊接用底座材料的密度和聲學性能應盡可能與復合材料的接近。此法可要用來制造金屬層合板和金屬絲增強金屬基復合材料，例如鋼絲增強鋁、鉑絲或鎢絲增強鈦、鎢絲增強鎳等復合材料。 圖3-3爆炸焊接法工藝的示意圖  1-    底座2-基體3-動板4-爆管5-炸藥包6-緩沖層7-纖維       爆炸焊接的優點是：因爆炸產生的瞬間壓力高且作用時間短，材料的溫度低，所以組分材料之間發生界面反應的可能性很??；用爆炸焊接可以制造形狀復雜的零件和大尺寸的板材，必要時一次作業可得多塊復合板。 

       金屬陶瓷硬質合金是將一種或多種難熔的金屬碳化物粉末（如WC、TiC等）和粘接劑（鈷、鎳等）混合，加壓成型，再經燒結而成的粉末冶金材料，它與陶瓷燒結相似，故由此得名。金屬陶瓷硬質合金廣泛應用的有三種：       (1)鎢鈷類(YG)合金  由WC和鈷粉末燒結而成。應用最廣泛的牌號有YG3、YG6、YG8等。YG后面的數字表示鈷含量，如YG6，表示w(Co)為6%、w(WC)為94%的鎢鈷類硬質合金。含鈷量越高，韌性越好，但硬度和耐磨性稍有下降。YG類硬質合金刀具適合加工脆性材料（如鑄鐵）。       (2)鎢鈦鈷類(YT)合金  由WC、TiC和鈷粉末燒結而成。應用最廣泛的牌號有YT5、YT15、YT30等，其中“YT”表示鎢鈦鈷類硬質合金，后邊的數字表示TiC含量。如YT15表示w(TiC)為15%，其他為WC和鈷的鎢鈦鈷類硬質合金。YT類合金具有較高的硬度和較好的耐磨性及熱硬性，YT類硬質合金刀具適合加工塑性材料（如鋼等）。       (3)鎢鈷鉭類(YW)合金  由TaC（碳化鉭）、TiC、WC三種粉末和鈷粘接劑燒結而成。常用的牌號有YW1、YW2，牌號中的數字代表順序號，數字越大，硬質合金中的鈷含量越高。       YG硬質合金的韌性好；YT硬質合金的熱硬性好；YW硬質合金的性能比較全面，兼有YG和YT硬質合金二者之優點，適用于多種用途，既能切削鑄鐵，又能切削韌性很高的高錳鋼、不銹鋼、耐熱鋼等，故稱其為“萬能硬質合金”。       由于金屬陶瓷硬質合金硬度太高，脆性大，不能進行切削加工，也不能制成形狀復雜的整體刀具，因而這類硬質合金經常制成一定規格的刀片鑲焊在刀體或模具上使用。       此外，金屬陶瓷硬質合金除廣泛用作切削刀具外，還用來制造量具、模具等耐磨零件，在采礦、采煤、石油、地質鉆探等行業中，還應用它制造釬頭和鉆頭等。       硬質合金的牌號很多，實際應用中，可根據加工方式、被加工材料性質、加工條件來選用硬質合金刀片。

 粉末冶金是制取金屬粉末，及采用成形和燒結工藝將金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)制成材料和制品的工藝技術。 粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結，制造金屬材料、復合以及各種類型制品的工藝技術。粉末冶金法與生產陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技術也可用于陶瓷材料的制備。由于粉末冶金技術的優點，它已成為解決新材料問題的鑰匙，在新材料的發展中起著舉足輕重的作用。 (1)粉末冶金技術可以最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織。在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發光材料、稀土催化劑、高溫超導材料、新型金屬材料(如Al-Li合金、耐熱Al合金、超合金、粉末耐蝕不銹鋼、粉末高速鋼、金屬間化合物高溫結構材料等)具有重要的作用。 (2)可以制備非晶、微晶、準晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優異的電學、磁學、光學和力學性能。 (3)可以容易地實現多種類型的復合，充分發揮各組元材料各自的特性，是一種低成本生產高性能金屬基和陶瓷復合材料的工藝技術。 (4)可以生產普通熔煉法無法生產的具有特殊結構和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分離膜材料、高性能結構陶瓷和功能陶瓷材料等。 (5)可以實現凈近形成形和自動化批量生產，從而，可以有效地降低生產的資源和能源消耗。 (6)可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術。 主要應用 粉末冶金產品的應用范圍十分廣泛，從普通機械制造到精密儀器;從五金工具到大型機械;從電子工業到電機制造;從民用工業到軍事工業;從一般技術到尖端高技術，均能見到粉末冶金工藝的身影.典型應用-汽車行業汽車上大量應用了粉末冶金零部件。比如—— 1.發動機部件 為了提高燃油經濟性與控制排放，汽車發動機的工作條件變得更加嚴酷。使用粉末冶金的閥座、閥導向、VCT和鏈輪等，能夠具備高強度、高耐磨損性和優良的耐熱性。 2.避震器部件 汽車、摩托車的減震器中，活塞桿及活塞導向閥等都是重要的零部件?？紤]到避震器的穩定阻尼力，使用粉末冶金零件，具有高精密薄板表面，能夠減少摩擦，保障操縱的穩定性，提高乘坐舒適性。 3.典型應用-家用電器 有些家用電器材料和零件只能用粉末冶金方法來制造，如冰箱壓縮機洗衣機、電風扇等中的多孔自潤滑軸承;有些家用電器材料和零件用粉末冶金方法來制造質量更好、價格更低，如家用空調排風扇和吸塵器中的復雜形狀齒輪和磁體等。