CN106541129A - 一种颗粒增强金属基复合材料的制备方法 - Google Patents

一种颗粒增强金属基复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种颗粒增强金属基复合材料的制备方法，将增强粉末、金属粉末、分散剂加入球磨机进行球磨、混料，得到混合均匀的固体粉末；将球磨后的固体粉末加入光固化单体中，再加入分散剂、消泡剂和防沉降剂，并在避光条件下加入光引发剂，进行搅拌，得到浆料；将零件三维模型导入数据处理软件中进行数据处理，然后将浆料装入光固化设备，设置打印参数，利用紫外线光束，根据设计模型逐层打印制成颗粒增强金属基复合材料零件坯体；固化成形的坯体采用低温烧结去除有机粘结剂，再通过烧结形成复合材料零件。本发明的制备方法可以成形复杂零件，摆脱对模具的依赖性，降低制造成本，缩短加工时长，提高成形效率。

Description

一种颗粒增强金属基复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于光固化成形技术领域，具体涉及一种颗粒增强金属基复合材料的制备方法。
背景技术
颗粒增强金属基复合材料是以金属为基体，以高强度的第二相为增强体的复合材料。相比传统金属材料，颗粒增强金属基复合材料具有高的比强度、比刚度、弹性模量、耐磨性以及低的热膨胀系数，这些优异的性能决定复合材料在航空、航天、汽车发动机、精密仪表、电子封装、体育器材等方面有广泛的应用。光固化3D打印技术是利用光敏树脂对紫外线光束的敏感性而产生固化反应的技术，固化区域的选择可以根据需求确定，因而采用该技术制备颗粒增强金属基复合材料可以实现零件在结构上的多样性，大大减小零件的加工时长，提高加工效率。
目前，颗粒增强金属基复合材料主要采用液相法、固相法、两相法以及原位复合法，结合机械加工或者模具等方法成形零件。这些方法主要具有以下缺点：
1)制备温度较高，容易发生界面反应；
2)颗粒体积分数难以控制；
3)加工成本高，后期处理复杂，工序时间较长；
4)颗粒分布不均匀，内部缺陷较多，孔隙率较大；
5)制备成品结构单一，难以实现复杂零件的成形；
6)不适合带有定制性的批量生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种颗粒增强金属基复合材料的制备方法，解决了现有制备方法难以制备结构复杂零件的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种颗粒增强金属基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，浆料制备
将增强粉末、金属粉末、分散剂加入球磨机进行球磨、混料，得到混合均匀的固体粉末；增强粉末质量占金属粉末的15％～30％；
步骤1-2，浆料混合
按照固体粉末和光固化单体的质量比为14:11-21:4的比例，将球磨后的固体粉末加入光固化单体中，再加入分散剂、消泡剂和防沉降剂，并在避光条件下加入光引发剂，进行搅拌，得到浆料；
步骤2，零件坯体的制造
将零件三维模型导入数据处理软件中进行数据处理，然后将浆料装入光固化设备，设置打印参数，利用紫外线光束，根据设计模型逐层打印制成颗粒增强金属基复合材料零件坯体；
步骤3，后处理
固化成形的坯体经过脱脂、烧结工艺，形成颗粒增强金属基复合材料零件。
本发明的特点还在于：
优选地，增强粉末为碳化硅、氧化铝、氧化硅、碳化钛、碳化硼、碳化钨、氧化铝、氮化硅、硼化钛、氮化硼或石墨，金属粉末为铝、铜、镁、钛、铁或其各自的合金等。光固化单体为丙烯酸酯单体、环氧类齐聚物或乙烯基醚类单体中的一种或多种的混合物；光引发剂为自由基光引发剂或阳离子基光引发剂，其加入的质量为光固化单体质量的0.3％～3％。
优选地，分散剂为聚丙酸钠、聚丙烯、聚苯乙烯、四元醋酸铵、己烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯之一，步骤1-1和步骤1-2中加入的分散剂总量占固体粉末总质量的0.5％～5％；消泡剂为低级醇、有机硅、聚醚类或有机聚合物，其加入量为浆料总质量的0.03％～0.58％；防沉降剂为非离子型聚氧乙烯脂肪胺、聚氧乙烯脂肪醇硫酸盐或聚二醇醚，其加入量为浆料总质量的0.03％～0.78％。
进一步地，固体粉末制备时，加入的分散剂占固体粉末总质量的0.1％～2％，浆料混合时，加入的分散剂占固体粉末总质量的0.4％～3％。
进一步地，步骤1-2还加入流平剂，流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷或硅油，其加入量为浆料总质量的0.03％～0.18％。为了减小浆料的粘度，步骤1-2还引入稀释剂，稀释剂主要有丙酮、甲乙酮、环己酮、甲苯、正丁醇、苯乙烯等，其含量为浆料质量的0.05％～1％。
进一步地，浆料在混合过程中进行预热，使浆料最终粘度在2000mPas～2700mPas之间。预热温度优选低于70℃。
优选地，光固化的波长范围为240～340nm，层厚为30～80μm。
优选地，脱脂温度为400-600℃，到达脱脂温度前，升温速率控制在2℃/min～20℃/min，接近脱脂温度时，升温速率不大于1℃/min。
优选地，烧结时压力大小为50MPa～200MPa，在接近烧结温度时升温速率不大于3℃/min。
本发明的有益效果是，本发明的制备方法可制备出复杂、致密、强度高的颗粒增强金属基复合材料零件，并较好的实现颗粒与基体的均匀分布，大大减小零件加工的时长，提高效率，使批量制备颗粒增强金属基复合材料零件成为可能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这些实施方式。
本发明提供的颗粒增强金属基复合材料的制备方法主要利用3D光固化打印技术低温成形颗粒增强金属基复合材料零件毛坯，后期采用脱脂、烧结进行后处理。
具体制备过程如下：
步骤1，浆料制备
分布均匀、固相含量高、粘度小的浆料，对制备出性能好的颗粒增强金属基复合材料零件尤为重要。浆料由增强相粉末、金属粉末、单体、光引发剂、分散剂、、稀释剂、流平剂、防沉降剂等材料混合制成。浆料制备的具体过程如下：
步骤1-1，粉末制备
选取增强粉末、金属粉末和分散剂，分多次加入球磨机进行球磨，混料，得到混合均匀的固体粉末。增强粉末包括碳化硅、氧化铝、氧化硅、碳化钛、碳化硼、碳化钨、氧化铝、氮化硅、硼化钛、氮化硼或石墨等增强颗粒，金属基体包括铝、铜、镁、钛、铁等金属及合金。增强粉末质量占金属粉末的15％～30％。分散剂为聚丙酸钠、聚丙烯、聚苯乙烯、四元醋酸铵、己烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯之一，其加入量占固体粉末总质量的0.1％～2％。
步骤1-2，浆料混合
按照固体粉末和光固化单体的质量比为14:11-21:4的比例，将球磨后的固体粉末加入光固化单体中，再加入分散剂、消泡剂、防沉降剂(有必要时还加入流平剂、稀释剂)，并在避光条件下加入光引发剂，进行搅拌，混合浆料搅拌时，进行加热，加热温度低于70℃，使浆料的粘度保持在2000mPas～2700mPas。
光固化单体为丙烯酸酯单体、环氧类齐聚物或乙烯基醚类单体中的一种或多种。光引发剂为自由基光引发剂或阳离子基光引发剂，如碘鎓盐、硫鎓盐、安息香类、安息香醚类、苯乙酮类、苯乙酮缩酮类等，其加入的质量为光固化单体质量的0.3％～3％。本步骤中分散剂与球磨时相同，其加入量占固体粉末总质量的0.4％～3％。消泡剂为低级醇、有机硅、聚醚类或有机聚合物，其加入量为浆料总质量的0.03％～0.58％。防沉降剂的加入是为了避免在浆料储存过程中分层，导致增强相的分散不均匀，影响零件的性能，防沉降剂为非离子型聚氧乙烯脂肪胺、聚氧乙烯脂肪醇硫酸盐或聚二醇醚，其加入量为浆料总质量的0.03％～0.78％。流平剂的加入是为了减小浆料表面张力，增加浆料的平展性，避免在单体中引入固体粉末导致浆料粘度、表面张力严重增大。流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷或硅油，其加入量为浆料总质量的0.03％～0.18％。若粘度较高需要添加稀释剂时，稀释剂为丙酮、甲乙酮、环己酮、甲苯、正丁醇、苯乙烯等。上述助剂尽量在其可选范围内使用较少的剂量，以防过多助剂导致制件收缩过大，进而引起制件变形。
步骤2，零件坯体的制造
将三维模型导入数据处理软件中进行支撑添加以及数据处理，然后将浆料装入光固化设备，设置打印参数。光波长优选为240～400nm，层厚为30～80μm，利用紫外线光束，通过面曝光或点扫描方式，根据设计模型逐层打印制成颗粒增强金属基复合材料零件坯体。
步骤3，后处理
固化成形的坯体是零件与有机粘结剂的混合体，合理的进行后处理对零件的性能有严重影响。本发明采用低温烧结进行有机粘结剂去除，后期通过烧结结合施压形成性能优良的复合材料零件。
1)脱脂
根据热重(TG)曲线确定脱脂温度，选择曲线中质量变化较明显的温度区间作为脱脂温度，一般为400-600℃。室温入炉，升温过程中，确保可以均匀的、稳定的进行脱脂，合理控制升温速率以及保温时间。选择梯度式的升温方式，在达到脱脂温度前，升温速率应该控制在2℃/min～20℃/min，接近脱脂温度时，速率不大于1℃/min。
2)烧结
为了有效减少复合材料增强体与基体的界面反应，零件烧结的温度需低于相图的固化线温度。但是，随着烧结温度的降低，原子扩散的能力会逐渐减小，减弱界面结合，烧结温度需要合理的设定，并且严格控制升温速率，确保升温过程不会对零件变形产生太大影响。为了减小孔隙率、增强界面结合强度、缩减缺陷，在烧结过程中应该施加一定的压力，压力的大小为50MPa～200MPa。烧结升温速率同样按照慢速升温规则设定，保证在接近处理温度时速率不大于3℃/min。
在零件成形过程中，即步骤2、3中，应该注意氧气氛的控制，保证其不超过100ppm，这主要因为氧气不仅会与自由基发生反应，降低固化速率，抑制固化反应，而且会与基体或者增强相发生反应，在界面处形成脆性相，影响复合材料界面结合强度。
本发明采用光固化成形的冷加工技术，实现零件的结构复杂性，解决复合材料高制备温度而引起界面反应剧烈等问题，避免了复杂零件成本高、工期长、工序复杂等。并且可以在浆料配比过程中，实现增强颗粒的可控性以及弥散性，结合特定的脱脂、烧结工艺步骤，确保成形零件具有高的致密度，提高成形零件的综合力学性能。
实施例1
光固化形成SiC颗粒增强铝基复合材料零件。
1.制备浆料
首先，选取550g粉末粒度在0.5μm～0.8μm的Al合金粉末，选取100g的粉末粒度在0.4μm～0.7μm的SiC粉末，两种固体粉末粒度尽量相近，便于实现颗粒弥散分布在基体中。将这两种粉末放入球磨机中，加入2g四元醋酸铵，进行解离、球磨混合，时间大约为2h。混合粉末的过程可以采取分次进行，有利于粉末更加均匀的混合。
其次，选取丙烯酸酯单体395g作为光固化单体，预热到40℃，将混合均匀的固体粉末逐步加入光固化单体中，再加入4g分散剂。浆料在暗室中，加入的2g的苯偶酰双甲醚光引发剂，进行搅拌。搅拌均匀之后，在浆料中加入5g甲苯，减小浆料粘度，搅拌时间为1h～3h，使浆料的粘度保持在2000mPas～2700mPas。
最后，在浆料中加入1g的聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、1.8g的聚氧乙烯脂肪胺，缓慢搅拌，待浆料表面没有气泡时，去除浆料表面的杂质。
2.光固化成形
采用特定软件对模型进行支撑添加以及数据处理，将浆料装入光固化打印设备中，层厚为50μm，波长337nm，调整参数，采用面曝光的方式，根据零件的三维模型逐层进行固化打印。
3.后处理
将所制的SiC颗粒增强铝基复合材料生坯放入烧结炉中，进行脱脂以及烧结。室温入炉，脱脂的温度为430℃。以12℃/min的速度升温到100℃，6/min升温到200℃，保温1h，以2.5℃/min升温到330℃，保温1h，以1℃/min升温到430℃，保温2h。当脱脂过程完成后，进行零件烧结。以0.5℃/min的速率升温到450℃，保温1h，以0.2℃/min的速率升温到484℃，进行烧结，保温3.0h。烧结过程中，施加100MPa的压力，改善复合材料的界面结合强度、减少孔洞的数量，提高复合材料的力学性能。完成之后，冷却至室温，取出零件。
实施例2
光固化形成SiC颗粒增强铝基复合材料零件。
1.制备浆料
首先，选取570g粉末粒度在0.5μm～0.8μm的Al合金粉末，选取100g的粉末粒度在0.5μm～0.8μm的SiC粉末，两种固体粉末粒度尽量相近，便于实现颗粒弥散分布在基体中。将这两种粉末放入球磨机中，加入4g四元醋酸铵，进行解离、球磨混合，时间大约为2h。混合粉末的过程可以采取分次进行，有利于粉末更加均匀的混合。
其次，选取380g丙烯酸酯单体与聚氨酯丙烯酸酯混合物作为光固化单体，混合比例2:1，预热到50℃，将混合均匀的固体粉末逐步加入光固化单体中，再加入8g分散剂。浆料在暗室中，加入的3g的苯偶酰双甲醚光引发剂，进行搅拌，搅拌时间为1h～3h，使浆料的粘度保持在2000mPas～2700mPas。
最后，在浆料中加入2g的聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、1.8g的聚氧乙烯脂肪胺以及1.5g的聚二甲基硅氧烷，缓慢搅拌，待浆料表面没有气泡时，去除浆料表面的杂质。
2.光固化成形
采用特定软件对模型进行支撑添加以及数据处理，将浆料装入光固化打印设备中，层厚为50μm，波长337nm，调整参数，采用面曝光的方式，根据零件的三维模型逐层进行固化打印。
3.后处理
将所制的SiC颗粒增强铝基复合材料生坯放入烧结炉中，进行脱脂以及烧结。室温入炉，脱脂的温度为420℃。以12℃/min的速度升温到100℃，5℃/min升温到200℃，保温1h，以2.0℃/min升温到330℃，保温1h，以0.5℃/min升温到420℃，保温2h。当脱脂过程完成后，进行零件烧结。以0.5℃/min的速率升温到450℃，保温1h，以0.2℃/min的速率升温到554℃，进行烧结，保温3.0h。烧结过程中，施加200MPa的压力，改善复合材料的界面结合强度、减少孔洞的数量，提高复合材料的力学性能。完成之后，冷却至室温，取出零件。
实施例3：
光固化形成SiC颗粒增强Ti2AlNb复合材料零件
1.制备浆料
首先选取首先650g粉末粒度在0.6μm～1.5μm的Ti2AlNb合金粉末，选取120g的粉末粒度在0.5μm～1.0μm的SiC粉末，两种固体粉末粒度尽量相近，便于实现颗粒弥散分布在基体中。将这两种粉末放入球磨机中，加入2.2g分散剂，进行解离、球磨混合，时间大约为2h。固体粉末可以均分为三等分，采取分次进行混合，便于粉末均匀的混合。
其次，选取530g的丙烯酸酯单体与聚酯丙醚丙烯酸酯的混合物作为光固化单体，混合比为1:1，预热到40℃，将混合均匀的固体粉末逐步加入单体中，加入4g分散剂。浆料在暗室中，加入5g的安息香双甲醚，进行搅拌。搅拌均匀之后，在浆料中加入4g环己醇，减小浆料粘度，搅拌时间为2h，使浆料的粘度保持在2000mPas～2700mPas。
最后，在浆料中加入1.3g聚二甲基硅氧烷、1.9g聚二醇醚以及1.1g聚二甲基硅氧烷，缓慢搅拌，待浆料表面没有气泡时，去除浆料表面的杂质。
2.光固化成形
采用特定软件对模型进行支撑添加以及数据处理，将浆料装入光固化打印设备中，波长为253nm，层厚为30μm，调整参数，采用点曝光的方式，根据零件的三维模型逐层进行固化打印。
3.后处理
将所制的SiC颗粒增强Ti2AlNb复合材料生坯放入烧结炉中，进行脱脂。室温入炉，脱脂的温度为530℃。以15℃/min的速度升温到200℃，10/min升温到300℃，以5℃/min升温到400℃，保温1h，以2.5℃/min升温到500℃，保温1h，以0.5℃/min升温到530℃，保温2h。当脱脂过程完成后，进行零件的热等静压。以15℃/min的速率升温到500℃，以10℃/min的速率升温到700℃，以5℃/min的速率升温到900℃，保温1.0h，以2.5℃/min的速率升温到950℃，保温1.0h，以2.5℃/min的速率升温到980℃，保温3.0h，压力为90MPa，完成之后，冷却至室温，取出零件。
实施例4：
光固化形成TiB2颗粒增强铜基复合材料零件
1.制备浆料
首先，选取570g粉末粒度在1.0μm～2.0μm的铜合金粉末，选取115g的粉末粒度在0.5μm～1.0μm的TiB2粉末，两种固体粉末粒度尽量相近，便于实现颗粒弥散分布在基体中。将粉末放入球磨机中，加入2g聚丙酸钠，进行解离、球磨混合，时间大约为2h。混合粉末的过程可以采取分次进行，便于粉末均匀的混合。
其次，选取300g的丙烯酸酯单体与环氧树脂的混合物，混合比为2:1，预热到50℃，将混合均匀的固体粉末逐步加入单体中，加入4g分散剂。浆料在暗室中，加入3g的4-甲基二苯甲酮，进行搅拌。搅拌均匀之后，在浆料中加入4g甲乙酮，减小浆料粘度，搅拌时间为2h，使浆料的粘度保持在2000mPas～2700mPas。
最后，在浆料中加入1.5g异丙醇、1.7g聚氧乙烯脂肪胺以及1.0g聚醚聚酯改性有机硅氧烷，缓慢搅拌，待浆料表面没有气泡时，去除浆料表面的杂质。
2.光固化成形
采用特定软件对模型进行支撑添加以及数据处理，将浆料装入光固化打印设备中，波长为245nm，层厚为60μm，调整参数，采用点曝光的方式，根据零件的三维模型逐层进行固化打印。
3.后处理
将所制的TiB2颗粒增强铜基复合材料生坯放入烧结炉中，进行脱脂。室温入炉，脱脂的温度为510℃。以10℃/min的速度升温到300℃，以5℃/min升温到450℃，保温1.5h，以1℃/min升温到510℃，保温2h。当脱脂过程完成后，进行零件的烧结。以3℃/min的速率升温到800℃，保温1.0h，以0.5℃/min的速率升温到890℃，保温3.0h，施加压力为55MPa。完成之后，冷却至室温，取出零件。
实施例5
光固化形成Al2O3颗粒增强铝基复合材料零件
1.制备浆料
首先，选取600g粉末粒度在0.8μm～2.3μm的铝合金粉末，选取130g的粉末粒度在0.8μm～2.0μm的Al2O3粉末，两种固体粉末粒度尽量相近，便于实现颗粒弥散分布在基体中。将粉末放入球磨机中，加入5g聚苯乙烯，进行解离、球磨混合，时间大约为2h。混合粉末的过程可以采取分次进行，便于粉末均匀的混合。
其次，选取250g的丙烯酸酯化聚丙烯酸酯与环氧树脂的混合物，混合比为1:1，预热到52℃，将混合均匀的固体粉末逐步加入单体中，加入10g分散剂。浆料在暗室中，加入4g的二苯甲酮，进行搅拌。搅拌均匀之后，在浆料中加入6g正丁醇，减小浆料粘度，搅拌时间为2h，使浆料的粘度保持在2000mPas～2700mPas。
最后，在浆料中加入4g丁醇、3.5g聚氧乙烯脂肪胺以及1.7g聚二甲基硅氧烷，缓慢搅拌，待浆料表面没有气泡时，去除浆料表面的杂质。
2.光固化成形
采用特定软件对模型进行支撑添加以及数据处理，将浆料装入光固化打印设备中，波长为255nm，层厚为60μm，调整参数，采用面曝光的方式，根据零件的三维模型逐层进行固化打印。
3.后处理
将所制的Al2O3颗粒增强铝基复合材料生坯放入烧结炉中，进行脱脂。室温入炉，脱脂的温度为600℃。以10℃/min的速度升温到300℃，以3℃/min升温到400℃，保温1.5h，以0.5℃/min升温到510℃，保温2h。当脱脂过程完成后，进行零件的烧结。以3℃/min的速率升温到550℃，以2℃/min的速率升温到600℃，保温1.0h，以0.5℃/min的速率升温到650℃，保温3.0h，施加压力为50MPa。完成之后，冷却至室温，取出零件。
实施例6
光固化形成石墨颗粒增强铜基复合材料
1.制备浆料
首先，选取660g粉末粒度在0.8μm～2.0μm的铜粉末，选取150g的粉末粒度在1.0μm～2.0μm的石墨粉末，两种固体粉末粒度尽量相近，便于实现颗粒弥散分布在基体中。将粉末放入球磨机中，加入7g四元醋酸铵，进行解离、球磨混合，时间大约为2h。混合粉末的过程可以采取分次进行，便于粉末均匀的混合。
其次，选取190g的环氧丙烯酸酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯的混合物，混合比为1:1，预热到60℃，将混合均匀的固体粉末逐步加入单体中，加入12g分散剂。浆料在暗室中，加入3.5g的二烷基苯甲酰甲基硫鎓盐进行搅拌。搅拌均匀之后，在浆料中加入6g环己醇，减小浆料粘度，搅拌时间为1.5h，使浆料的粘度保持在2000mPas～2700mPas。
最后，在浆料中加入4.5g有机硅、5g非离子型聚氧乙烯脂肪胺以及1.8g聚醚聚酯改性有机硅氧烷，缓慢搅拌，待浆料表面没有气泡时，去除浆料表面的杂质。
2.光固化成形
采用特定软件对模型进行支撑添加以及数据处理，将浆料装入光固化打印设备中，波长为250nm，层厚为80μm，调整参数，采用面曝光的方式，根据零件的三维模型逐层进行固化打印。
3.后处理
将所制的石墨颗粒增强铜基复合材料生坯放入烧结炉中，进行脱脂。室温入炉，脱脂的温度为510℃。以10℃/min的速度升温到300℃，以3℃/min升温到400℃，保温1.5h，以0.5℃/min升温到510℃，保温2h。当脱脂过程完成后，进行零件的烧结。以5℃/min的速率升温到600℃，以2.5℃/min的速率升温到700℃，保温1.0h，以1℃/min的速率升温到800℃，保温1.0h，以0.5℃/min的速率升温到875℃，保温3.0h，施加压力为55MPa。完成之后，冷却至室温，取出零件。

Claims (10)

1.一种颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，浆料制备
步骤1-1，固体粉末制备
将增强粉末、金属粉末、分散剂加入球磨机进行球磨、混料，得到混合均匀的固体粉末；增强粉末质量占金属粉末的15％～30％；
步骤1-2，浆料混合
按照固体粉末和光固化单体的质量比为14:11-21:4的比例，将球磨后的固体粉末加入光固化单体中，再加入分散剂、消泡剂和防沉降剂，并在避光条件下加入光引发剂，进行搅拌，得到浆料；
步骤2，零件坯体的制造
将零件三维模型导入数据处理软件中进行数据处理，然后将浆料装入光固化设备，设置打印参数，利用紫外线光束，根据设计模型逐层打印制成颗粒增强金属基复合材料零件坯体；
步骤3，后处理
固化成形的坯体经过脱脂、烧结工艺，形成颗粒增强金属基复合材料零件。
2.根据权利要求1所述的颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述增强粉末为碳化硅、氧化铝、氧化硅、碳化钛、碳化硼、碳化钨、氧化铝、氮化硅、硼化钛、氮化硼或石墨，所述金属粉末为铝、铜、镁、钛、铁或其各自的合金；所述光固化单体为丙烯酸酯单体、环氧类齐聚物或乙烯基醚类单体中的一种或多种的混合物；所述光引发剂为自由基光引发剂或阳离子基光引发剂，其加入的质量为光固化单体质量的0.3％～3％。
3.根据权利要求1所述的颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚丙酸钠、聚丙烯、聚苯乙烯、四元醋酸铵、己烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯之一，步骤1-1和步骤1-2中加入的分散剂总量占固体粉末总质量的0.5％～5％；所述消泡剂为低级醇、有机硅、聚醚类或有机聚合物，其加入量为浆料总质量的0.03％～0.58％；所述防沉降剂为非离子型聚氧乙烯脂肪胺、聚氧乙烯脂肪醇硫酸盐或聚二醇醚，其加入量为浆料总质量的0.03％～0.78％。
4.根据权利要求3所述的颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述固体粉末制备时，加入的分散剂占固体粉末总质量的0.1％～2％，浆料混合时，加入的分散剂占固体粉末总质量的0.4％～3％。
5.根据权利要求1所述的颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1-2还加入流平剂，流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷或硅油，其加入量为浆料总质量的0.03％～0.18％；和/或，所述步骤1-2还加入稀释剂，稀释剂为丙酮、甲乙酮、环己酮、甲苯、正丁醇或苯乙烯，其含量为浆料质量的0.05％～1％。
6.根据权利要求1所述的颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1-2浆料在混合过程中进行预热，使制备的浆料最终粘度在2000mPas～2700mPas之间。
7.根据权利要求6所述的颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述预热温度低于70℃。
8.根据权利要求1所述的颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述光固化的波长范围为240～340nm，层厚为30～80μm。
9.根据权利要求1所述的颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述脱脂温度为400-600℃，到达脱脂温度前，升温速率控制在2℃/min～20℃/min，接近脱脂温度时，升温速率不大于1℃/min。
10.根据权利要求1所述的颗粒增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，所述烧结时压力大小为50MPa～200MPa，在接近烧结温度时升温速率不大于3℃/min。
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