Al-TiO2-B2O3系合成內晶顆粒增強鋁基復合材料研究.pdf

1、本課題以Al-TiO2-B2O3體系為原料真空燒結制備內生型鋁基復合材料。合成微米級顆粒Al2O3包裹納米級顆粒TiB2的復合結構。通過DSC、SEM、FIB、TEM、XRD以及EDS分析反應機理，測試材料的拉伸性能和磨損性能。
　　研究發(fā)現，反應過程分為三個階段:
　　(1)Al與TiO2反應生成活性Ti原子和相對穩(wěn)定的Al2O3顆粒，鋁液與Ti原子沿反應層孔隙進行物質交換至反應平衡。
　　(2)Al與B2O3反應生

2、成Al2O3顆粒、活性B原子，同時Ti、Al化合生成棒狀顆粒Al3Ti。
　　(3)Al3Ti與活性B原子發(fā)生置換反應，生成增強顆粒TiB2，同時Ti、B結合生成TiB2，體系最終轉換為(Al2O3+ TiB2)/Al。
　　增強體體積分數為30％時，第二步、第三步反應活化能分別為255.70kJ/mol和211.68kJ/mol。增強體體積分數為50％時，第二步、第三步反應活化能分別為328.59k J/mol和286.0

3、3kJ/mol。球磨時間、增強體體積分數以及保溫時間均會對體系反應過程和生成物的微觀組織產生影響。
　　增強顆粒由白色顆粒Al2O3和灰色顆粒TiB2組成，且均勻彌散分布在鋁基體上。在一定條件下，能夠形成以納米級TiB2顆粒為中心，Al2O3包裹在其周圍的內晶顆粒。內晶顆粒的形成是由于在凝固過程中，熔點高的TiB2率先凝固，熔點低的Al2O3以TiB2為核心，形核長大。
　　復合材料拉伸性能測試結果為，球磨時間為2h和16h