1、為了克服粒子增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制備技術(shù)及所得材料塑性差的缺點(diǎn)，結(jié)合粉末冶金技術(shù)及觸變成形技術(shù)提出一種集制備與成形于一體的新技術(shù)----粉末混合觸變成形技術(shù)，利用此技術(shù)制備新型的原位自生Ti芯、化合物殼的芯-殼結(jié)構(gòu)粒子增強(qiáng)的 Al基復(fù)合材料，以期材料具有較高的抗拉強(qiáng)度同時還具有良好的塑韌性。前期研究發(fā)現(xiàn)，合金元素對于殼層的形成及致密性有顯著影響。本文從熱力學(xué)和動力學(xué)兩個方面主要研究了合金元素對部分重熔過程中Al-Ti混合粉末冷壓塊中芯-殼結(jié)

2、構(gòu)粒子形成的影響，目的是為了后期獲得高性能的復(fù)合材料奠定基礎(chǔ)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴Si元素的加入不僅可以引起化合物殼層的相變，而且還可以改變反應(yīng)速率；Cu、Mg、Zn元素的加入不會引起Al-Ti反應(yīng)相的改變，且反應(yīng)產(chǎn)物僅有Al3Ti相；Mg元素可顯著降低 Al熔體的表面能，促進(jìn)與Ti粉末的反應(yīng)；Zn元素一方面可以降低Al熔體表面能，另一方面因熔點(diǎn)低可促進(jìn)液相形成，進(jìn)而加速與Ti粉末的反應(yīng)進(jìn)行；而 C u的加入對反應(yīng)速率的影

3、響不明顯。因Si的加入引起相變，從而使體系的穩(wěn)定性發(fā)生變化，因此體系吉布斯自由能會隨著Si元素的含量的增加而發(fā)生變化，而其他三種元素因促進(jìn)形成穩(wěn)定的Al3Ti相而使得體系越趨穩(wěn)定。⑵對于Al-5Ti-xSi體系，在720℃加熱10min時，隨著Si含量由2wt.%增加至9wt.%，反應(yīng)殼層的變化過程：由單一的(Al, Si)3Ti相轉(zhuǎn)變?yōu)榈?Al, Si)3Ti和τ1（Al5Ti7Si12）兩相，再轉(zhuǎn)變?yōu)棣?相。當(dāng)Si的加入量為9%時，

4、可以獲得致密的τ1殼層。Al-5Ti-7Si體系在半固態(tài)溫度600℃下加熱30min時可以獲得致密且厚度約為7.6μm的τ1相殼層，即可以獲得良好的芯-殼結(jié)構(gòu)增強(qiáng)粒子和理想半固態(tài)組織的基體。通過計算，600℃時形成致密τ1相產(chǎn)生的體積膨脹量為180%，小于720℃時生成 Al3Ti相產(chǎn)生的255%體積膨脹量，故600℃形成的τ1殼層致密且不易產(chǎn)生裂紋，且τ1的硬度和彈性模量比 Al3Ti更高，即這種芯-殼結(jié)構(gòu)的粒子不僅具有更好的增強(qiáng)效果