1。4  超声搅拌

在熔体直接反应法中，熔体凝固的同时进行搅拌可使凝固组织细小且均匀分布。传统搅拌方法为机械搅拌，它对小于10μm的增强体颗粒分散能力弱，同时具有易产生氧化物夹杂、材料气孔率高等缺点。利用高能超声波对熔体进行搅拌，不仅对熔体具有更强的细化晶粒、均匀化组织的作用，还能对熔体起到除气除渣、增加颗粒与熔体间润湿性的作用[1-5]。

超声波为声波频率介于2×104~109Hz的机械波。当超声波强度较低时，称为检测超声；强度较高超过一定值时（通常为106W/m2），利用高强度的能量，超声波作用在传播媒介上便可以使后者物理、化学、生物结构、状态或性质发生改变，此时超声波称为高强超声[15-16]。论文网

随着超声换能器、变幅杆和超声波电源系统的发展[17]，近十年来，国内对铝合金材料制备过程中熔体凝固时施加高能超声的研究颇多。其中超声波对熔体的作用机制的理论已逐步完善[18,19]，超声波处理对熔体起到细化晶粒、均匀化组织作用的机理，众多理论中比较认可的为过冷形核理论和超声破碎形核理论，这两理论均基于超声空化效应和声流效应：在空化泡生长和闭合崩溃过程中会由于热量或压力的急剧变化使空化泡附近产生过冷度，促进了熔体的过冷自发形核，从而细化晶粒；同时，空化效应产生强烈的高频冲击波会使初生的粗大晶体和正在长大的支晶破碎，进而成为有效的形核质点，在声流搅拌作用下又均匀分散在熔体中，从而起到了细化晶粒并使组织均匀化的作用。

1。5  本课题研究的主要内容

本课题采用Al-B2O3体系作为原材料，主要采用熔铸法制备了Al2O3增强体铝基复合材料。并研究了本体系各步的化学反应，比较不同工艺下制得材料的组织结构。主要研究内容有：

（1）采用不同方法制备Al2O3增强体铝基复合材料，并初步分析其实验结果。

（2）进行DSC实验，对Al-B2O3体系进行差式扫描量热分析，探讨其各步反应。

（3）借助XRD、SEM、EDS等手段来鉴定反应产物，比较不同工艺参数下材料的组织结构。 

2  实验原材料与所用仪器

2。1  实验原材料

实验采用熔铸的工业纯铝棒和分析纯B2O3粉末（≥98%），作为原材料，按下列反应式采用熔体直接反应法合成了颗粒增强铝基复合材料。

Al＋B2O3→AlB12＋Al2O3 （1）

2。2  实验仪器

本研究所用主要实验仪器如表2。1所示。

表2。1 实验所用仪器

仪器 型号 生产厂家

电子天平 JSC-2003 凯丰集团有限公司

行星式球磨机 BYT XG B2 南京博蕴通仪器科技

液压机 WE-30B 长春试验机厂

中频感应加热炉 - 天翔精密

DSC热分析仪 STA 449C 德国NETZSCH

金相试样预磨机 YM-2A 上海金相机械设备有限公司

金相试样抛光机 PG-2 上海金相机械设备有限公司

金相显微镜 BX60M