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第一章绪论
1.1选题意义
1.2铝基原位复合材料的制备技术
1.2.1自蔓延高温合成技术(SHS法)
1.2.2放热弥散法(XDTM法)
1.2.3接触反应法(CR法)
1.2.4气液反应合成法(VLS法)
1.2.5 Lanxide法
1.2.6混合盐反应法(LSM法)
1.2.7熔体直接反应法(DMR法)
1.2.8反应机械合金化技术(RMA法)
1.3铝基原位复合材料的反应体系、热力学和动力学及反应机制
1.3.1原位反应体系及模式
1.3.2反应的热力学
1.3.3反应动力学
1.3.4反应机理
1.4铝基原位复合材料的凝固组织
1.4.1增强体的特性
1.4.2基体的晶粒大小及相形貌
1.5铝基复合材料的界面结构
1.5.1确定界面有无反应产物
1.5.2界面区的位错分布
1.5.3界面处的晶体位向关系及原子模拟
1.6铝基复合材料的力学性能与断裂行为
1.6.1力学性能
1.6.2损伤与断裂行为
1.7铝基复合材料的摩擦磨损特性
1.8铝基复合材料的切削加工性
1.9颗粒增强铝基复合材料的应用
1.9.1航空、航天及军事工业的应用
1.9.2汽车工业及其它民用工业的应用
1.10本课题的主要研究内容
第二章反应体系选择及试验方法
2.1反应体系选择
2.2基体的选择
2.3反应物的选取
2.4复合材料的制备
2.5组织、结构分析方法
2.6力学性能试验
2.7复合材料的原位拉伸试验
2.8干摩擦磨损试验
2.9切削加工试验
第三章Al-Zr-O体系反应的热力学和动力学
3.1引言
3.2 ZrOCl2、ZrSiO4、ZrO2和Al熔体反应热力学分析
3.3 Al-Zr-O体系反应过程及生成相
3.3.1 Al-ZrO2体系反应
3.3.2 Al-ZrOCl2体系反应
3.3.3 Al-ZrSiO4系反应
3.4熔体反应生成Al/(Al3Zr+Al2O3)p复合材料的动力学分析
3.4.1反应机制
3.4.2反应动力学
3.5本章小结
第四章熔体反应内生复合材料的凝固组织
4.1引言
4.2内生颗粒增强纯铝基复合材料的凝固组织
4.2.1内生Al/Al3Zr复合材料
4.2.2内生Al/(Al3Zr+Al2O3)p复合材料
4.3(Al3Zr+Al2O3)p/ZL101A复合材料的凝固组织
4.3.1不同原材料对(Al3Zr+Al2O3)p/Zl101A复合材料的凝固组织
4.3.2内生颗粒对初生a相形貌的影响
4.3.3内生颗粒对共晶硅形貌的影响
4.3.4内生颗粒对基体晶粒度大小的影响
4.4工艺参数对(Al3Zr+Al2O3)p/ZL101A复合材料凝固组织的影响
4.4.1起始反应温度的影响
4.4.2反应时间的影响
4.4.3反应物ZrOCl2加入量的影响
4.5变质元素(Na、Sr)对(Al3Zr+Al2O3)p/ZL101A复合材料凝固组织的影响
4.6重熔处理对(Al3Zr+Al2O3)p/ZL101A复合材料凝固组织的影响
4.6.1重熔温度对(Al3Zr+Al2O3)p/ZL101A复合材料凝固组织的影响
4.6.2重熔次数对(Al3Zr,Al2O3)p/ZL101A复合材料组织的影响
4.7复合材料凝固组织中颗粒分布均匀性机制分析
4.7.1不同颗粒体积分数对颗粒分布均匀性的作用机制
4.7.2微量变质元素对颗粒分布均匀性的作用机制
4.7.3重熔处理对颗粒分布均匀性的作用机制
4.8本章小结
第五章内生增强体的特征及复合材料的界面结构
5.1引言
5.2内生Al3Zr的形貌及其形成和生长机制
5.2.1内生Al3Zr的形貌及晶体结构
5.2.2 Al3Zr的形成机制
5.2.3 Al3Zr晶体的孪晶生长
5.3内生Al2O3的形貌及其形成机制
5.4内生(Al3Zr+Al2O3)p/ZL101A复合材料的界面结构
5.4.1 Al3Zr/Al及Al2O3/Al界面结构
5.4.2初生α-Al相在Al3Zr颗粒表面形核的确证
5.4.3 a-Al2O3p/Si界面结构
5.5界面区域附近的位错分布与显微硬度的关系
5.5.1颗粒/基体界面区的位错
5.5.2颗粒/基体界面区的显微硬度
5.5.3界面区位错的产生机制
5.6本章小结
第六章原位铝基复合材料的力学性能与断裂行为
6.1引言
6.2复合材料的力学性能
6.2.1复合材料的室温力学性能
6.2.2(Al3Zr+Al2O3)p/ZL101A复合材料的高温拉伸性能
6.3复合材料拉伸断口的SEM观察
6.3.1(Al3Zr+Al2O3)p/Al复合材料室温拉伸断口形貌
6.3.2(Al3Zr+Al2O3)p/ZL101A复合材料室温拉伸断口形貌
6.3.312vol%(Al3Zr+Al2O3)p/ZL101A复合材料高温拉伸断口形貌
6.4复合材料的原位拉伸
6.4.1(Al3Zr+Al2O3)p/Al复合材料的原位拉伸观察
6.4.2(Al3Zr+Al2O3)p/ZL101A复合材料的原位拉伸观察
6.5内生颗粒增强铝基复合材料的强化机理
6.5.1 Orowan及弥散强化
6.5.2细晶强化
6.5.3固溶强化
6.5.4位错强化
6.6本章小结
第七章原位铝基复合材料的干滑动磨损行为及机制
7.1引言
7.2复合材料的磨损性能
7.2.1颗粒体积分数对复合材料的磨损性能的影响
7.2.2载荷对复合材料的磨损性能的影响
7.2.3不同基体对复合材料的磨损性能的影响
7.3磨损表面及亚表面的显微观察与分析
7.3.1基体ZL101A合金的磨损表面及亚表面形貌
7.3.2(Al3Zr+Al2O3)p/ZL101A复合材料的磨损表面及亚表面形貌
7.3.3(Al3Zr+Al2O3)p/Al复合材料磨损表面及亚表面形貌
7.4原位铝基复合材料的干滑动磨损机制
7.4.1磨粒磨损机制
7.4.2粘着磨损+磨粒磨损的混合型磨损机制
7.5本章小结
第八章原位铝基复合材料的切削加工性及其机理
8.1引言
8.2刀具材料及其几何参数的选用
8.3复合材料切削加工时刀具的磨损特性
8.3.1切削加工试样及刀具磨损测量方法
8.3.2刀具的磨损曲线
8.3.3复合材料切削时刀具的磨损机理分析
8.4复合材料的加工表面质量
8.4.1加工表面粗糙度
8.4.2加工表面及亚表面的SEM观察
8.4.3复合材料的加工表面质量的成因分析
8.5复合材料切削时主切削力的研究
8.5.1切削速度Vc对复合材料主切削力的影响
8.5.2进给量f对复合材料主切削力的影响
8.5.3切削深度ap对复合材料主切削力Fz的影响
8.5.4颗粒体积分数对复合材料切削力的影响
8.6复合材料的切削机理分析
8.7本章小结
第九章主要结论
参考文献
致 谢
攻读博士学位期间发表或录用的论文
