Al-Zr(C03)2体系合成复合材料：反应机理与动力学

"Al-Zr(C03)2体系反应合成复合材料的反应机制及动力学模型 (2005年)" 本文详细探讨了Al-Zr(C03)2体系下，通过熔体反应法制备新型(A13Zr+A1203)p/Al复合材料的工艺过程、反应热力学、反应动力学以及反应机制。研究人员发现，该体系的初始反应温度为850℃，并且在850至1100℃的铝熔体温度范围内，反应能够自发进行。 实验结果显示，经过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析，生成的强化相主要由Al3Zr和σAl2O3颗粒组成，这些颗粒的尺寸介于0.1至1微米之间，均匀分散在基体材料中。通过复合熔体水淬实验，观察到随着反应时间的增加，Zr的析出量逐渐增大，仅需10分钟，析出的Zr量就达到了总增量的90%。整个合成反应的总时间约为15分钟。在反应初期（3分钟之前），反应主要受化学反应控制；而在后期（10分钟之后），则转变为受扩散过程控制。 关键反应ZrO2与Al的交互作用遵循反应-扩散-破裂机制，研究人员构建了反应原理图，并建立了一个包括反应动力学模型在内的动力学方程，以描述这一复杂的过程。这一发现对于理解和优化Al-Zr(C03)2体系的合成条件，提高复合材料的性能具有重要意义。 关键词：Al-Zr(C03)2体系，反应机制，动力学模型，熔体反应法，原位复合材料 该研究属于工程技术领域，特别是在金属复合材料的制备技术上，提供了新的理论依据和实践指导。通过深入理解这一反应机制和动力学模型，可以为开发更高效、更高质量的Al基复合材料提供技术支持，进一步推动金属复合材料在航空航天、汽车制造以及其他高技术领域的应用。