1、本文開發(fā)了Al-Zr-O-B原位反應新體系，研究了熔體反應技術并成功制備了(Al3Zr+Al2O3+ZrB2)p/Al和(Al3Zr+Al2O3+ZrB2)p/Al-4Cu新型復合材料；利用掃描電鏡、電子探針、X-射線衍射儀、差熱分析儀等現(xiàn)代分析手段分析了該復合材料的凝固組織，并探討了Al-Zr-O-B復合材料的反應熱力學和動力學以及影響顆粒大小和分布的因素；研究了復合材料的力學性能和耐磨性能，分析了復合材料的斷裂行為、強化機制和磨損機

2、制。 實驗結果表明Al-Zr(CO3)2-H3BO3體系制備復合材料的最佳工藝參數(shù)為：起始反應溫度850±20℃、反應時間25min、反應物加入量20wt％(質量分數(shù))。X-射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)分析表明：Al-Zr(CO3)2-H3BO3體系原位反應生成的顆粒增強相為Al3Zr、Al2O3和ZrB2，且顆粒尺寸細小，彌散分布于基體中。在原位反應過程中，對熔體施加電磁場，可使合成顆粒更細化、圓整。 對Al

3、-Zr(CO3)2-H3BO3反應體系制備復合材料的反應熱力學和動力學進行研究，結果表明：Al-Zr(CO3)2-H3BO3體系在鋁熔體中能自發(fā)進行反應合成Al2O3、Al3Zr和ZrB2顆粒，反應按反應-破裂-擴散機制進行，并建立了反應動力學模型。對其進行定性分析表明：溫度越高，反應物的濃度越高，反應的速度越快。 復合材料的力學性能測試研究表明：Al-Zr-O-B系熔體反應法合成的(Al3Zr+Al2O3+ZrB2)p/Al和

4、(Al3Zr+Al2O3+ZrB2)p/Al-4Cu復合材料，其抗拉強度和屈服強度較基體顯著提高，當反應物加入量為鋁熔體的20wt％時，(Al3Zr+Al2O3+ZrB2)p/Al復合材料的強度為：σb=152.3MPa，σs=112.3MPa，較基體純Al分別提高95.2％和167.3％；(Al3Zr+Al2O3+ZrB2)p/Al-4Cu復合材料的力學性能為：σb=393.9MPa，σs=316.7MPa，較基體Al-4Cu合金分別

5、提高了72％和53％。該復合材料經T6處理后，其抗拉強度和屈服強度比熱處理前分別提高了11.2％和23％。 對(Al3Zr+Al2O3+ZrB2)p/Al和(Al3Zr+Al2O3+ZrB2)p/Al-4Cu復合材料的拉伸斷裂形貌及其機理進行了分析，結果表明：內生Al3Zr、Al2O3和ZrB2復合材料的增強機制主要有Orowan強化、共格強化和位錯強化。 Al-Zr-O-B系復合材料干滑動磨損試驗研究表明：(Al3Zr