固态制备方法的特点是制备过程中温度较低，金属基体与增强材料均处于固态，可抑制金属与增强物之间的界面反应。金属基体往往以粉末或金属箔形式与增强材料（纤维、晶须、颗粒等）预先按设计要求以一定的含量、分布、方向混合排布在一起，再经加热、加压，复合粘结在一起，形成复合材料。属于这类制备方法的工艺主要包括：粉末冶金法、热压法、热等静压法、轧制法、拉拔法等。       1．粉末冶金法       固态制备法中，粉末冶金法是最早用来制造金属基复合材料的方法。早在1961年，Koppenaal等人就利用粉末冶金法制造纤维体积分数为20%_40%的碳／铝复合材料，但由于性能很低，且无有效措施加以提高，这种方法主要用于制造颗粒或晶须增强金属基复合材料。       粉末冶金法是一种成熟的工艺方法，一方面可以制造复合材料的坯料，供挤压、轧制、锻压、旋压等二次加工后制成零部件；另一方面也可直接制成尺寸、形状准确的复合材料零件，可减少后续加工，工艺灵活性大，适于批量生产。 图3-1为粉末冶金法的工艺流程。该工艺适于制造SiCp/Al、SiCw/Al、Al2 O3/Al、Ti82/Ti等金属基复合材料零部件、板材或锭坯等。常用的增强材料有：SiCP、SiCw、 Al2O3、B4Cp等颗粒、晶须及短纤维等。常用的基体金属有：Al、Cu、Ti等。在粉末冶金法中，合金粉末和增强颗粒（晶须）可根据需要，以任意比例混合，与铸造法相比，粉末冶金工艺中，颗粒（晶须）的含量不受限制，颗粒大小也可在较大范围内进行选择。但材料的成本较高，制造大尺寸的零件和坯料还有一定的困难。                图3-1粉末冶金法制造金属基复合材料的工艺流程       美国的DWA公司用此法制造了不同成分的铝合金基体和不同颗粒（晶须）含量的复合材料及各种零件、管材、型材和板材，它们具有很高的比强度、比模量和耐磨性，已用于汽车、飞机、航天器等。粉末冶金法也被用来制造钛基、金属间化合物基复合材料。       2．热压法与热等静压法       热压法和热等静压法又称扩散粘接法，是加压焊接的一种，因此有时也称扩散焊接法。它是在较长时间的高温及不大的塑性变形作用下依靠接触部位原子间的相互扩散进行的。扩散粘接过程可分为三个阶段：粘接表面之间的最初接触，由于加热和加压使表面发生变形、移动、表面膜（通常是氧化膜）破坏；随着时间的延长发生界面扩散和体扩散，使接触面密着粘接；由于热扩散结合界面最终消失，粘接过程完成。影响扩散粘接过程的主要参数是温度、压力和一定温度及压力下维持的时间，其中温度最为重要，气氛对产品质量也有影响。       (1) 热压法热压工艺流程如图3-2所示，基本原理是先将纤维增强纤维与金属基体制成复合材料预制片，然后将预制片按设计要求裁剪成所需的形状、叠层排布：视对纤维体积含量的要求在叠层时添加基体箔，将叠层放人模具内，进行加热加压，最终制得复合材料或零件。 图3-2热压法工艺流程       复合材料预制片制备和热压过程是最重要的两个工序，直接影响纤维的分布、界面的特性和性能。预制片的制备有3种主要的制备方法：等离子喷涂法、箔粘接法及液态金属浸渍法。前两种方法常用来制备硼纤维、碳化硅纤维增强的金属基复合材料预制片，纤维的直径较细，为100~ 400μm，容易排列。等离子喷涂法制备增强纤维的复合片已发展成为一种生产方法，美国Textron公司已建成设备，成功生产出大型硼纤维、碳化硅纤维增强铝、钛复合材料构件。而对于碳纤维、碳化硅束丝、氧化铝纤维等，因纤维直径较细，数百数千根纤维集成一束，为使金属充分填充到纤维孔隙间，需采用液态金属浸渍法制成复合丝或复合带，再排布成预制片。       热压过程中，为防止金属的氧化，必须在真空或保护性气氛下进行。热压温度、压力为主要工艺参数。为使金属在热压过程中充分充填所有的孔隙，要求金属有较高的软化程度。提高热压温度可使金属有较好的塑性，促进扩散粘接，但温度也不能过高，以免纤维与基体之间发生反应，影响材料性能。因此，加热温度一般控制在稍低于合金固相线的温度。有时为了更好的复合，特别在热压“生片”时，希望有少量液相存在，温度控制在基体合金的固相线和液相线之间。选用压力在较大范围内变化，但过高容易损伤纤维，一般控制在10MPa以下，压力的选择与温度有关，温度高，压力可适当降低。热压时间一般在10~20min。根据工艺特点，热压法分为模内热压、分步热压和动态热压等几种。       热压法适于制造B/Al、SiC/Al、SiC/TiC/Al、C/Mg等复合材料零部件、管材和板材等，是目前制造直径较粗的硼纤维和碳化硅纤维增强铝基、钛基复合材料的主要方法，其产品作为航空发动机主仓框架承力柱、发动机叶片、火箭部件等已得到应用。热压法也是制造钨丝一超合金、钨丝一铜等复合材料的主要方法之一。        (2)热等静压法热等静压法也是热压的一种，是1955年美国研究成功的一种先进材料成型技术，可用于制造形状复杂的金属基复合材料零件。热等静压法用惰性气体加压，工件在各个方向上受到均匀压力的作用。其工作原理是：在高压容器内设置加热器，将金属基体（粉末或箔）与增强材料（纤维、晶须、颗粒）按一定比例混合或排布后，或将预制片叠层后放入金属包套中，抽气密封后装入热等静压装置中加热、加压，复合成金属基复合材料。       热等静压法主要的工艺参数为：温度、压力、保温保压时间。温度一般低于热压温度，以防止严重的界面反应，可在数百度到2000℃围内选择；压力根据基体金属在高温下变形的难易程度而定，易变形的金属压力选择低一些，难变形的金属则选择较高的压力，一般在100~ 200MPa。保温保压时间主要根据工件的大小来确定，工件越大保温时间越长，一般为30min到数小时。       热等静压法特别适合制造钛、金属间化合物、超合金基的复合材料，适合用于制造管、筒、柱状零件，如B/Al、SiC/Ti管材，美国航天飞机用的B/Al管柱、火箭导弹的构件均用此法制造。       热等静压法的优点是：金属基体与增强物复合良好，组织细密，无缩孔、气孔等缺陷，形状、尺寸准确，性能均匀。缺点是设备投资大，工艺周期长，成本高。3．热轧法、热挤压法和热拉法       热轧法、热挤压法及热拉法都是的金属材料塑性成形加工工艺，也用于复合材料的制造。       热轧法主要用来将已复合好的颗粒、晶须、短纤维增强金属基复合材料锭坯进一步热轧加工成板材，适用的复合体系有SiCP-AI、SiCw-Cu、Al2O3W-Al、Al2O3W-Cu等。也可将由金属箔与连续纤维组成的预制片制成板材，如铝箔与硼纤维、铝箔与钢丝。为了提高粘接强度，常在纤维上涂银、镍、铜等涂层，为了防止氧化常用钢板包覆再轧制。与金属材料的轧制相比，长纤维一金属箔轧制时每次的变形量小，轧制道次多。比较成功的用热轧法制成的复合材料有硼纤维与铝箔、钢丝与铝箔直接热轧或热压后热轧成硼纤维增强铝和钢丝增强铝基复合材料。对于颗粒或晶须增强金属基复合材料板材，先经粉末冶金或热压成坯料，再经热轧成复合材料板材。       热挤压和热拉主要用于颗粒、晶须、短纤维增强金属基复合材料坯料的进一步加工，制成各种形状的管材、型材、棒材等。经挤压，拉拔后复合材料的组织变得均匀，缺陷减少或消除，性能明显提高，短纤维和晶须还有一定的择优取向，轴向拉伸强度提高很多。该工艺适于制造C/Al、Al2O3/A1复合材料棒材和管材等。常用的增强材料为B、SiCw等；常用的基体金属有Al等。热挤压和热拉对制造金属丝增强金属基复合材料是很有效的方法，具体做法是在基体金属坯料上钻长孔，将增强金属制成棒放入基体金属的孔中，密封后进行热挤压或热拉，增强金属棒变成丝。也有将颗粒或晶须与基体金属粉末混匀后装入金属管中，密封后直接热挤压或热拉成复合材料管树或棒材的。4．爆炸焊接法       爆炸焊接法是利用炸药爆炸产生的强大脉冲应力，通过使碰撞的材料发生塑性变形、粘接处金属的局部扰动以及热过程使材料焊接而形成复合材料。图3-3是爆炸焊接法工艺的示意图。焊接前应将金属丝编织好或固定好，基体和金属丝必须除去表面的氧化膜和污物。爆炸焊接用底座材料的密度和声学性能应尽可能与复合材料的接近。此法可要用来制造金属层合板和金属丝增强金属基复合材料，例如钢丝增强铝、铂丝或钨丝增强钛、钨丝增强镍等复合材料。 图3-3爆炸焊接法工艺的示意图  1-    底座2-基体3-动板4-爆管5-炸药包6-缓冲层7-纤维       爆炸焊接的优点是：因爆炸产生的瞬间压力高且作用时间短，材料的温度低，所以组分材料之间发生界面反应的可能性很小；用爆炸焊接可以制造形状复杂的零件和大尺寸的板材，必要时一次作业可得多块复合板。 

       冠亚硬质合金是将一种或多种难熔的金属碳化物粉末（如WC、TiC等）和粘接剂（钴、镍等）混合，加压成型，再经烧结而成的粉末冶金材料，它与陶瓷烧结相似，故由此得名。冠亚硬质合金广泛应用的有三种：       (1)钨钴类(YG)合金  由WC和钴粉末烧结而成。应用最广泛的牌号有YG3、YG6、YG8等。YG后面的数字表示钴含量，如YG6，表示w(Co)为6%、w(WC)为94%的钨钴类硬质合金。含钴量越高，韧性越好，但硬度和耐磨性稍有下降。YG类硬质合金刀具适合加工脆性材料（如铸铁）。       (2)钨钛钴类(YT)合金  由WC、TiC和钴粉末烧结而成。应用最广泛的牌号有YT5、YT15、YT30等，其中“YT”表示钨钛钴类硬质合金，后边的数字表示TiC含量。如YT15表示w(TiC)为15%，其他为WC和钴的钨钛钴类硬质合金。YT类合金具有较高的硬度和较好的耐磨性及热硬性，YT类硬质合金刀具适合加工塑性材料（如钢等）。       (3)钨钴钽类(YW)合金  由TaC（碳化钽）、TiC、WC三种粉末和钴粘接剂烧结而成。常用的牌号有YW1、YW2，牌号中的数字代表顺序号，数字越大，硬质合金中的钴含量越高。       YG硬质合金的韧性好；YT硬质合金的热硬性好；YW硬质合金的性能比较全面，兼有YG和YT硬质合金二者之优点，适用于多种用途，既能切削铸铁，又能切削韧性很高的高锰钢、不锈钢、耐热钢等，故称其为“万能硬质合金”。       由于冠亚硬质合金硬度太高，脆性大，不能进行切削加工，也不能制成形状复杂的整体刀具，因而这类硬质合金经常制成一定规格的刀片镶焊在刀体或模具上使用。       此外，冠亚硬质合金除广泛用作切削刀具外，还用来制造量具、模具等耐磨零件，在采矿、采煤、石油、地质钻探等行业中，还应用它制造钎头和钻头等。       硬质合金的牌号很多，实际应用中，可根据加工方式、被加工材料性质、加工条件来选用硬质合金刀片。

 粉末冶金是制取金属粉末，及采用成形和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)制成材料和制品的工艺技术。 粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。 (1)粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用。 (2)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。 (3)可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。 (4)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷和功能陶瓷材料等。 (5)可以实现净近形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗。 (6)可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。 主要应用 粉末冶金产品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器;从五金工具到大型机械;从电子工业到电机制造;从民用工业到军事工业;从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影.典型应用-汽车行业汽车上大量应用了粉末冶金零部件。比如—— 1.发动机部件 为了提高燃油经济性与控制排放，汽车发动机的工作条件变得更加严酷。使用粉末冶金的阀座、阀导向、VCT和链轮等，能够具备高强度、高耐磨损性和优良的耐热性。 2.避震器部件 汽车、摩托车的减震器中，活塞杆及活塞导向阀等都是重要的零部件。考虑到避震器的稳定阻尼力，使用粉末冶金零件，具有高精密薄板表面，能够减少摩擦，保障操纵的稳定性，提高乘坐舒适性。 3.典型应用-家用电器 有些家用电器材料和零件只能用粉末冶金方法来制造，如冰箱压缩机洗衣机、电风扇等中的多孔自润滑轴承;有些家用电器材料和零件用粉末冶金方法来制造质量更好、价格更低，如家用空调排风扇和吸尘器中的复杂形状齿轮和磁体等。