1.5.2 本课题研究的内容..5

2 Al-ZrO2-B2O3 铝基复合材料的制备和研究方法 6

2.1 制备方法的选择 6

2.2 增强相的选择 6

2.3 Al-ZrO2-B2O3系铝基复合材料的制备 7

2.3.1实验用原材料...7

2.3.2 实验设备..7

2.4 Al-ZrO2-B2O3系铝基复合材料的研究方法 8

2.4.1金相组织观察...8

2.4.2能谱分析...8

2.4.3差热分析...8

2.4.4 X射线衍射分析...8

2.5 Al-ZrO2-B2O3系铝基复合材料制备及工艺流程 9

2.5.1 配粉..9

2.5.2 压制..9

2.5.3 真空烧结..9

2.5.4 显微组织观察，拍摄照片..9

2.5.5 DSC分析10

2.5.6 XRD分析10

2.6 实验流程图 10

3. 结果分析 10

3.1 热力学分析 10

3.1.1 热力学计算基本理论11

3.2.1  Al-ZrO2系反应分析12

3.2.2  Al-ZrO2系总反应式的吉布斯自由能的变化13

3.3 Al-ZrO2-B2O3系铝基复合材料反应分析 14

3.4实验结果分析 15

3.4.1 Al-ZrO2 反应系..15

3.4.2Al-ZrO2-B2O3 反应系.18

3.5 增强相体积分数以及加入B2O3量对反应的影响 20

3.5.1 增强相体积分数对反应的影响20

3.5.2 B2O3加入量不同时对反应DSC曲线的影响20

1 绪论

  金属基复合材料由于具有高的比强度、耐磨损、耐高温以及热膨胀系数小等优异的综合性能，已成为复合材料的一个重要分支，在航空航天、汽车领域获得了广泛应用，并且引起了国内外的广泛重视。但是由于金属基复合材料制备过程中成本较高，制备工艺不够完善，无法大批量生产投入应用，因此仍是当前材料领域，研究和开发的重点[1]。

1.1 铝基复合材料

1.1.1 内生型铝基复合材料

   金属基复合材料按照增强相产生方式的不同可分为外生型和内生型两大类。其中内生型又称自生型，即增强相不是直接从外界加人，而是将增强相的组分原料与基体粉末均匀混合，在一定的环境和条件下，发生化学反应，反应生成的增强相弥散分布在基体中，内生型复合材料较显著的特点是增强相尺寸细小;与基体相容性比较好，界面结合强度高[2]。热爆方法合成的铝基复合材料即属于内生型复合材料。   论文网

1.1.2 铝基复合材料的性能

  铝基复合材料具有较好的综合性能：如耐磨性好、密度低、拥有较高的比强度和比刚度、良好的导热、导电性，并且尺寸稳定[3]。同其他复合材料一样，铝基复合材料也能组合特定的力学和物理性能，以满足产品的需要。   

1.2 原位合成技术

原位合成获得金属基复合材料的原理是利用几种混合在一起的组分之间发生化学反应，生成均匀分布在基体上的增强相，从而强化基体性能。由于增强体是通过反应合成的，所以原位合成金属基复合材料具备许多外来颗粒增强复合材料所没有的性能。同时也解决了传统外加增强体复合法制备过程中产生的一系列问题。在传统的外加增强体复合法加工工艺中，由于加入的陶瓷相增强体与基体间的相容性和润湿性都较差，导致制备出的复合材料中增强相与基体界面结合强度低，增强体不但容易偏聚，并且工艺复杂而且成本昂贵，从而限制了复合材料的应用范围。而原位反应合成技术，不仅成本较低，并且制备的材料界面结合性较好。