В твердофазных методах получения КМ материал матрицы имеет вид порошка, фольги, листов, ленты; волокна могут быть непрерывные, дискретные, в виде ткани и жгутов. Для получения КМ используют высокопроизводительные процессы обработки давлением: прокатку (теплую или горячую), прессование в пресс-формах с обогреваемыми плитами, динамическое горячее прессование, горячее прессование, экструзию, взрывное компактирование, диффузионную сварку. В качестве исходных заготовок для обработки в твердой фазе могут использоваться КМ, полученные литьем или методом осаждения-напыления. Хроме волокон в качестве армирующего элемента используют также нитевидные кристаллы, получаемые осаждением из газовой фазы, выращиванием в электрическом поле, кристаллизацией из растворов. Волокна изготавливают с аморфной (стекловолокно, кремниевые волокна), композиционной (борные) и кристаллической (углеродные) структурой. Борные волокна получают осаждением бора на вольфрамовую проволоку (диаметром 22,5 мкм) в виде покрытия; углеродные - карбонизацией и графитизацией полиакрилонитрильных (ПАН-В) или гидроцеллюлозых (вискозных; Гц-6) волокон. Керамические волокна (MgO, A12O3, ZrO2, TiO, SiC, Si3N4, B4C) получают из расплавов, осаждением из газовой фазы или методами порошковой металлургии. Металлические волокна (проволока) изготавливают механически, электрохимически или формованием из расплава с использованием фильер.
В качестве металлической матрицы используют сплавы алюминия, магния, меди, кобальта. Керамической матрицей могут быть оксиды алюминия, циркония, магния, карбиды титана, кремния, бора, нитриды кремния, бора, титана, алюминия и т. д. Основой полимерной матрицы являются термореактивные смолы (фенолформальде-гидные, эпоксидные).
В зависимости от назначения и условий работы изделия выбирают компоненты КМ, объемную долю каждого из них, их расположение и размеры. Для двухкомпонентных КМ, армированных непрерывными волокнами, прочность КМ определяют по уравнению аддитивности
°км =kfV*fVf+km<5m{l-Vf),
где о#- временное сопротивление волокна, МПа; от - приведенная прочность матрицы, МПа; Vf- объемная доля волокна, %; кр кт- коэффициенты, зависящие от условий работы волокна и матрицы. В этих коэффициентах учитывается разброс прочности волокон, ихра-зориентация, пористость матрицы, наличие внутренних напряжений.
Применение в КМ дискретных (коротких) волокон требует создания условий, при которых волокна не вытягиваются из матрицы, а воспринимают нагрузку. Прочное сцепление волокна и матрицы определяется длиной волокна, которая должна превышать критиче^ ские значения. Критическую длину /кр определяют из соотношения
где d, <3y-диаметр (мм) и временное сопротивление волокна (МПа); т - прочность на сдвиг между матрицей и волокном.
Прочность КМ с дискретными волокнами достигает 90 % прочности КМ с непрерывными волокнами. Использование высокопрочных волокон с низкой плотностью позволяет получить высокие удельную прочность и удельную жесткость. По удельной прочности КМ превосходят лучшие литые и деформированные титановые^ алюминиевые сплавы.