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文檔簡介
1、本文運用放熱彌散反應法(XD法)合成Al-ZrO2和Al-ZrO2-B系鋁基復合材料。根據(jù)熱力學基本理論對反應過程進行熱力學分析：采用金相顯微鏡、SEM和XRD等現(xiàn)代手段分析反應產物及其微觀組織；結合DSC(Differential Scanning Calorimetry)曲線對反應過程進行動力學分析；研究不同工藝參數(shù)對反應過程及其結果的影響；并測試材料的常溫力學性能，探討其強化機理和斷裂機制。 機理研究表明：在Al-ZrO2
2、系中，隨著溫度的增加，Al液化并與ZrO2形成液-固界面，當溫度升至830℃左右時，界面處反應生成熱力學穩(wěn)定的α-Al2O3和活性Zr原子，α-Al2O3與液態(tài)Al潤濕性差，偏聚于反應界面，阻礙Zr原子的擴散；zr原子在反應熱和濃度梯度的作用下擴散進入Al基體，反應生成Al3Zr。Al-ZrO2-B反應系中，加入的B首先與Al在700℃結合生成AlB2，升溫至840℃左右時，與ZrO2結合反應生成α-Al2O3和ZrB2，抑制Al3Zr
3、形成，B/ZrO2摩爾比為2時，Al3Zr基本消失，反應產物僅由α-Al2O3和ZrB2組成；由升溫速率分別為10℃/min、20℃/min和30℃/min的DSC曲線和Kissinger方程，計得Al-ZrO2的反應活化能為358 kJ/mol，B/ZrO2摩爾比為1時，反應活化能升至393 kJ/mol。 性能研究表明：增強相體積分數(shù)為20％和30％的復合材料，隨著B/ZrO2摩爾比由0增至1和2時，拉伸強度先降后升，分別由
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