国内的研究相对国外比较滞后，在 80 年代中期开始，在 863 计划支持下现已经有 哈尔滨工业大学、北京航空材料研究院、北京有色金属研究总院、中科院金属研究所、 上海交通大学等多个试验点。但大部分还只是停留在实验室研究阶段，所以研究发展高 性能的铝基复合材料是我国当前材料领域的一大战略目标。

因为综合了金属的高塑性和延展性及陶瓷颗粒的高强度、高硬度、高弹性模量等特 点而具有十分优异的综合力学性能，陶瓷颗粒增强铝基复合材料如今已经得到了普遍研 究。TiC 颗粒具有高熔点(3000℃)和热稳定性、高强度、髙硬度、高弹性模量、较高抗 弯强度等特点，并且和铝基体的相容性很好，是铝基复合材料理想的增强体。TiB2 是 B 和 Ti 最稳定的化合物，原子间以共价键这种强键合的方式结合，因而具有许多优良性 能,如熔点高、强度高、硬度高、弹性模量高、抗腐蚀性能好、化学稳定性好，以及良好 的导电性和导热性，是一种十分优异的增强相。TiB2 增强铝基复合材料可广泛应用在耐 腐蚀件、耐高温件、耐磨件以及其它特殊功能要求的零件上，因而受到广泛关注并被深 入研究[4]。

本文将采用 Ti、B4C、Al 粉末体系在一定温度下发生反应，原位制备出 TiC 和 TiB2 复合颗粒增强铝基复合材料，通过热力学模型的建立，分析该体系的生成机理，对其热 力学进行研究。

1。2 铝基复合材料

1。2。1 复合材料概述 复合材料是由两种或两者以上性质不同的材料，通过物理或者化学方法组合，实现

在宏观或微观上具有新的性能的一种多相固体材料。不同的材料性能有差异，但复合材 料可以取长补短，发挥各个材料的主要特性，所以复合材料的综合性能要优于原单体材 料[5]。古代所用秸秆与黏土混合的的泥块，现在沿用百年的钢筋混凝土都是两种材料复 合而成的复合材料。现代的复合材料是基于科学的理论研究和合理的工艺设计而研制的 具有单一材料无法达到的特殊功能的材料，其组分可以是金属与金属、非金属和非金属， 也能在非金属和金属之间实现。论文网

复合材料是由增强体和基体组成。增强体是复合材料中称为为分散相的材料，有纤 维增强体和颗粒增强体，用于改善材料性能，承受载荷。基体是复合材料中的另一相， 称为连续相，有聚合物基体（如树脂），金属基体（如铝、镁）和无机非金属基体（如 陶瓷）等。基体材料主要用于粘结，保护纤维，均衡各组分的载荷，也有承受载荷的作 用。

增强体通常具有三个特征：⑴能明显提高基体材料的性能，使其达到特殊需求；⑵ 具有十分稳定的化学性质；⑶与基体之间的润湿性非常好。复合材料增强体按照几何特 点分类分为零维的颗粒状，一维的纤维状，二维的片状和三维的立体结构。复合材料的

增强体种类包括：

① 颗粒增强体（零维），也称非连续体，主要有氧化铝、碳化硅、氮化硅、碳化 硼、碳化钛、石墨等无机非金属颗粒。颗粒增强体具有高强度，高硬度，高弹性模量， 耐磨性和耐腐蚀性，复合材料具有各向同性，其基体和增强体均承受载荷。

② 纤维类增强体（一维），分为长纤维和短纤维。长纤维又称连续长纤维，也称 连续体，连续长度一般超过数百米。有单丝和束丝两种，单丝（直径 95-140 微米）有 硼纤维和 CVD 法制备的碳化硅纤维；束丝（含 500-1200 根单丝，单丝直径 5。6-14 微米） 有碳纤维、烧结法制备的碳化硅纤维氧化铝纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维等。长纤维 增强体沿轴向有很高的强度和弹性模量，复合材料具有各向异性，性能很高，但同时成 本较高，只能用于高性能复合材料。短纤维连续长度一般几十毫米，有碳纤维、氧化铝 纤维、硅酸铝纤维、氮化硼纤维等。短纤维增强体沿轴向有方向性，但性能一般比长纤 维低，复合材料无明显方向性（制造时无须），但其成本比较低，所以应用较广。