粉末冶金 Al3( Zr，Ti) /Al 复合材料的组织与性能

铝基复合材料具有低密度、高比强度、良好的耐 磨性和低的热膨胀性等优点而作为结构材料广泛应 用于汽车和航空航天等领域。在众多制备方法 中，粉末冶金原位合成法由于其工艺制备温度较低， 界面反应较易控制，且能够避免成分偏析，反应物在 基体中分布较均匀等特性常用于铝基复合材料的制 备及其研究。

在 Al-Ti 系化合物中 Al3Ti 具有低密度( 3. 49 g· cm^-3 ) 、高熔点( 1613 K) 、比强度高、高温抗氧化性能 好等优点。而在 Al-Zr 系化合物中 Al₃Zr 具有高 熔点、高硬度、高弹性模量等优异性能，合金中 Al₃Zr 相的产生，能使合金的位错密度增高，抑制亚晶界的 移动，进而提高铝合金强度。目前粉末冶金法 制备铝基复合材料的研究中对单一添加 Ti 和 Zr 增 强铝基复合材料的研究较多，但对 Ti 和 Zr 复合添加 增强铝基复合材料的研究较少，Lu 等[2采用三元扩 散偶法与合金冷却扩散法，研究了 Al-Ti-Zr 三元体系 的平衡相图，研究结果显示在 Al-Ti-Zr 三元体系中由 于 Ti，Zr 元素的相似性很高，所以 Al-Zr 二元金属间化 合物的 Zr 原子几乎可以被 Ti 原子完全取代而形成置 换固溶体。Lu 等主要探究了 Al-Ti-Zr 三元体系中 化合物的形成机制及相关化合物组织形貌，所以本文 根据 Al-Ti-Zr 三元相图采用粉末冶金原位合成法制备 了 Al₃( Zr，Ti) 增强铝基复合材料，研究 Al₃( Zr，Ti) 化 合物的含量对复合材料组织和性能的影响。

在 Al-Ti-Zr 三元体系中，复合材料内部通过 置换反应生成 Al₃( Zr，Ti) 化合物，随着 Zr 含量的增 加，组织更加均匀、致密化; 复合材料的抗拉强度、硬度等力学性能随着 Zr 含量的增加而增强; 复合材料的耐腐蚀性能随着 Zr 含量的增加 呈现下降趋势，在 Zr 含量为 5%时，复合材料的耐腐 蚀性能最佳，其腐蚀电位为-0. 67661 V，腐蚀电流密度为 1. 0214×10-6 A/cm²。