Al-Zr(CO3)2体系磁化学合成(Al2O3+Al3Zr)/Al纳米复合材料

摘要

利用磁化学原位反应技术成功制备了Al2O3和Al3Zr纳米颗粒增强Al-Zr(CO3)2体系铝基复合材料.XRD、SEM和TEM分析结果表明,反应所生成的Al2O3和Al3Zr增强颗粒在基体中均匀分布;颗粒尺寸为80～90nm.Al3Zr的形成机制为ZrO2与液体Al反应,置换出Zr,过量的Zr与Al反应形成Al3Zr.Al3Zr颗粒多为多面体及长方体的四方晶体,晶体外表面存在生长"小面"(facets),且首次发现Al3Zr化合物中存在孪晶,孪晶面为(114),孪生方向为[22l].通过3ZrO2+4Al=3Zr+2Al2O3还原反应生成Al2O3,生成的Al2O3不附在ZrO2表面,而是脱落进入Al液中,同时,ZrO2颗粒不断缩小.Al2O3在Al液中不断形核长大,Al-Zr(CO3)2体系反应的动力学机制为反应-破裂-扩散.