كامپوزيت هاي زمينه فلزي خواص ويژه اي از جمله استحكام مخصوص، مدول الاستيك و مقاومت به سايش بالا، مقاومت به خوردگي خوب و دماي استفاده بالاتر نسبت به فلزات و الياژهاي هاي تقويت نشده ي مرسوم، ايجاد مي كنند. اين مجمومه خواص موجب شده تا اين نوع كامپوزيت ها در صنعت خودروسازي، صنايع هسته اي، صنايع نظامي و صنايع هوافضا كارايي بالايي داشته باشند. اين كامپوزيت ها به صورت معمول توسط روش هاي ريختگي و يا ريخته گري همراه با شكل دهي ثانويه توليد مي شوند. كامپوزيت هاي توليد شده به اين روش ها به دليل عيوب ساختاري همچون اگلومراسيون ذرات تقويت كننده به بالاترين سطح خواص مكانيكي خود نمي رسند. به همين دليل در اختراع حاضر از مزاياي ريخته گري نيمه جامد و تغيير شكل پلاستيكي شديد ARB براي ساخت كامپوزيت هايي با ساختار مطلوب و حداكثر خواص مكانيكي استفاده شده است.

كامپوزيت هاي زمينه آلومينيومي داراي ذرات تقويت كننده ي سراميكي خصوصيات جالبي دارند. در اين كامپوزيت ها خواص مكانيكي برتر زمينه مانند انعطاف پذيري و چقرمگي، با استحكام بالاي ذرات سراميكي تركيب مي شوند و به اين كامپوزيت ها خواص ويژه اي از جمله استحكام، مدول الاستيك، مقاومت به سايش بالا و دماي استفاده بالاتري نسبت به فلزات و آلياژ هاي تقويت نشده ي مرسوم مي بخشند. اين كامپوزيت ها در مقياس تجاري اكثرا توسط فرايند ريخته گري توليد مي شوند. عليرغم مزيت هاي روش هاي ريخته گري وجود مشكلاتي از قبيل باقي نماندن تمام ذرات تقويت كننده در مذاب، توزيع نامناسب ذرات تقويت كننده در زمينه، عدم ترشوندگي مناسب ذرات سراميكي با زمينه ي فلزي و وجود تخلخل، محدوديت هايي را براي كاربرد آنها به وجود اورده است. اين مشكلات با كاهش ابعاد ذرات تقويت كننده تشديد مي شوند به گونه اي كه در تعداد محدودي از تحقيقات انجام شده در مورد ساخت كامپوزيت هاي ريختگي زمينه فلزي، وارد كردن ذرات تقويت كننده ي كوچك تر از ١٠ ميكرومتر با موفقيت انجام شده است. به منظور كاهش مشكلات ذكر شده در اختراع حاضر از مزاياي ريخته گري نيمه جامد و پودر كامپوزيتي ساخته شاه ي AL-SICP-MG براي توليد كامپوزيت هايي با ساختار مطلوب و حداكثر خواص مكانيكي استفاده شده است.

زمينه فني اختراع مربوطه امروزه مواد نانوساختار به دليل ويژگي‌هاي منحصر به فردشان توجه بسيار زيادي را به خود جلب كرده‌اند. مواد نانوساختار داراي كسر حجمي بالايي از مرزدانه‌ها مي‌باشند كه همين امر منجر به تغيير چشم‌گير خواص فيزيكي، مكانيكي و شيميايي آن‌ها نسبت به مواد پلي‌كريستال دانه‌درشت مي‌شود. تاكنون روش‌هاي مختلفي براي توليد مواد ريزدانه ابداع شده است. يكي از مهم‌ترين روش‌ها به منظور كاهش اندازه دانه و ساخت مواد نانوساختار، تغييرشكل پلاستيك شديد (SPD) است. تغيير شكل پلاستيك شديد به فرايندهايي گفته مي‌شود كه با اعمال كرنش پلاستيك شديد به ماده، منجر به توليد مواد نانوساختار و يا فوق‌ريزدانه مي‌گردند. ويژگي برجسته‌ي فرايندهاي تغييرشكل پلاستيك شديد، ثابت ماندن ابعاد نمونه حين فرايند است كه در نتيجه‌ آن اعمال كرنش‌هاي بسيار زياد بر ماده امكان‌پذير مي‌شود. اختراع حاضر درارتباط با معرفي يك روش جديد تغيير شكل پلاستيك در زمينه متالورژي و مكانيك با نام پرس تجمعي-پيوندي (APB) است. در اين روش كاهش اندازه دانه و توليد ساختار نانو در مواد با ابعاد بزرگ با استفاده از تغيير شكل شديد توسط پرس انجام شده و بهبود خواص مكانيكي فلزات حاصل مي‌شود. مشكل فني، اساس راه حل ارائه شده براي آن و همچنين كاربرد يا كاربردهاي اصلي اختراع در فرايندهاي SPDموجود در حال حاضر عدم تغيير ابعاد نمونه پس از هر سيكل فرايند باعث مي‌شود كه تكرار فرايند به آساني امكان‌پذير باشد و بدين ترتيب كرنش زيادي به ماده اعمال گردد، اما اغلب اين فرايندها دو محدوديت عمده دارند؛ اول اين كه دستگاه‌هاي شكل‌دهي با ظرفيت بار بالا و قالب‌هاي گران‌قيمت براي اين فرايندها ضروري است. محدوديت دوم، پايين بودن ميزان توليد و محدود بودن ابعاد محصول نهايي است. مخترعين حاضر براي اولين بار فرايند تغييرشكل پلاستيك شديد جديدي به نام پرس تجمعي-پيوندي را بوجود آوردند. اين روش تنها فرايند تغييرشكل پلاستيك شديد است كه در آن از تغييرشكل توسط پرس به تنهايي و بدون نياز به قالب استفاده مي‌شود. فرايند APB نه تنها يك فرايند تغييرشكل است بلكه فرايند اتصالي هم هست. مي‬توان در برخي موارد ورق‌هاي روي هم قرارگرفته، در دماي بالا و زير دماي تبلورمجدد گرم شده و سپس به سرعت پرس شوند تا پيوند مناسب‌تري حاصل شده و نيروي پرس كاهش يابد. اين روند بدون محدوديت مي‌تواند تكرار شود و بدين ترتيب كرنش پلاستيكي بسيار بزرگي به ماده اعمال مي‌گردد. فرايند پرس تجمعي به غير از دستگاه پرس با ظرفيت كافي به تجهيزات ويژه‌اي نياز ندارد. اين مزيت ديگري از فرايند پرس تجمعي است. اگر اين روش به درستي به كار گرفته شود، پيش بيني مي‬شود موادي با دانه‌هاي بسيار ريز و استحكام بالا بدون نياز به افزودن عناصر آلياژي و همچنين بدون نياز به انجام فرايندهاي پيچيده‌ي ترمومكانيكال به دست ‌آيد. روش APB قابليت توليد مواد و آلياژهاي نانوساختار را دارد. اندازه دانه فلزات و آلياژهاي مهندسي را مي‌توان با استفاده از اين روش كاهش داد و سبب افزايش خواص مكانيكي آن‌ها شد. اين روش را مي‌توان بر روي فلزات آلومينيوم، مس، آهن، تيتانيم، منيزيم، طلا، نقره، زيركونيم، تانتالم، قلع، سرب، نيكل، موليبدن، كبالت، كروم، منگنز، روي، پلاتين، پالاديوم، نيوبيوم، تنگستن و آلياژهاي آن‌ها اعمال كرد و اندازه دانه را كاهش داد.