根据材料设计的要求，可以使元素之间或元素与化合物之间反应生成一种或几种增强体，可以为塑性相、陶瓷相或金属间化合物，并以颗粒、晶须或微纤维等形态存在于金属基体中。

原位复合的概念来源于原位结晶和原位聚合。与传统金属基复合材料制备工艺相比，原位生长合成技术的特点是：①增强体从金属基体中原位形核、长大，热力学稳定，因此增强体表面无污染，避免了与基体相容性不良的问题。②金属基体与增强体之间存在理想的原位匹配，能显著改善材料中两相界面的结合状况，结合强度高。③通过合理选择反应元素（或化合物）的类型、成分及其反应特性，可有效地控制原位生成增强体的种类、大小、分布和数量。④省去了增强体单独合成、处理和加工等工序，因此工艺简单、成本较低。⑤制备时若从液态金属基体中原位生成增强体，可采用金属成型方法制备形状复杂、尺寸较大的近净形构件。

原位生长金属基复合材料的合成工艺主要有3类。

①气-液反应复合工艺，将含碳（一般采用甲烷，也可采用乙炔或四氯化碳）或含氮（一般采用氮气或氨气）的惰性气体通入高温金属熔体中，利用气体分解生成的碳或氮与合金中的钛或铝发生快速化学反应，原位生成碳化钛、氮化钛、氮化铝等颗粒，进而制得复合材料。采用该工艺已成功制备出氮化铝/铝、氮化钛/铝、碳化硅/铝硅、碳化钛/铜和碳化钛/钛等原位生长金属基复合材料。该工艺的突出优点是生成粒子的速度快、表面洁净、颗粒细小，且工艺连续性好，成本低。不足之处在于该方法中反应温度高达1200～1400℃（反应气体的分解温度），冷却后基体组织粗大，且增强体体积分数低，种类十分有限，某些增强体还易产生偏析。

②固-液反应复合工艺，将反应物粉末与金属熔体混合，使加入粉末与金属熔体某成分反应或自行分解，生成难熔的高硬度颗粒，均匀分散在基体中形成金属基复合材料。该工艺的特点是成本较低，反应生成物种类较多，复合后的材料组织致密，增强体与基体的界面结合好。但该工艺制备出的金属基复合材料易形成气孔，同时还可能出现细微颗粒团聚的现象。多采用该工艺制备碳化钛/铝硅、碳化钛/铝铜、硼化钛/铝和硼化钛/钛铝等原位生长金属基复合材料。

③固-固反应复合工艺，自蔓延高温合成法是一种常见的固-固反应复合工艺。它是利用外部能量诱发局部化学反应，依靠反应过程中放出的高反应热，使化学反应过程自发地持续进行，进而获得目标产物和结构的工艺。采用该工艺已制备出碳化钛，硼化钛，三氧化二铝和碳化硅等颗粒增强的铝、铜、镍、铁和钛基等复合材料。该工艺具有生产过程简单、工艺周期短、生产效率高等特点，并且合成过程中的极高温度可对产物进行自纯化，极快的升温和降温速率也可获得非平衡结构的产物，产物质量良好。但是，由于反应速度快，合成过程中温度梯度大，反应难以控制；产品中也存在孔隙率高、易缺陷集中等问题。

现已在铝、钛、铜、镍、铁等金属基体中实现了碳化物、硼化物、氮化物、氧化物等的原位反应生成，与外加增强体相比，原位生长具有更高的强度，良好的高温性能以及抗疲劳、耐磨损性能。但复合过程中的热力学、动力学机理，增强体形成机理等基础问题仍需进一步研究，以使其更具竞争力。