声磁耦合场下合成块体铝基纳米复合材料的机制与规律-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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声磁耦合场下合成块体铝基纳米复合材料的机制与规律

项目名称：声磁耦合场下合成块体铝基纳米复合材料的机制与规律
项目类别：面上项目
批准号：50971066
申请代码：E010201
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2010-01-01-2012-12-31

项目负责人：赵玉涛
负责人职称：教授
依托单位：江苏大学
批准年度：2009

中文摘要：

本项目提出交变磁场与超声场耦合场下原位合成块体铝基纳米复合材料新方法，重点研究其机制和规律。具体通过①研究声磁耦合作用对原位合成反应的的影响规律；②研究声磁耦合对合成颗粒的形貌、大小和分布的影响规律，并优化工艺参数以获得合成颗粒处于纳米尺度的控制规律和工艺参数匹配规律；③研究声磁耦合下合成纳米复合材料的动力学行为与机制。拟解决三个关键科学问题①磁场、超声场和温度场的三场耦合问题；②纳米颗粒的团聚和长大控制问题；③声磁耦合场对原位反应过程的控制问题。预期获得1套声磁耦合场下原位合成新方法和规律，并拥有自主知识产权；同时，开发新体系并成功制备组织和性能优异的新型块体铝基原位纳米复合材料1～2种，建立声磁耦合原位合成法的动力学模型和机制。上述研究将为块体铝基纳米复合材料的应用提供理论基础，并为其他金属基块体原位纳米复合材料提供借鉴，不仅具有重要的学术理论意义，而且具有巨大的工程应用潜力。

中文主题词：铝基纳米复合材料；原位合成；电磁场；超声场；耦合作用机制

英文摘要：

aluminum matrix nano-composite；in situ synthesis；electromagnetic field；ultrasonic field；coupling mechanism

英文主题词： aluminum matrix nano-composite；in situ synthesis；electromagnetic field；ultrasonic field；coupling mechanism

结论摘要：

通过三年的认真执行，项目研究内容已经全面完成，相关考核指标已经全部实现，主要完成情况如下 1）设计了声磁耦合场下制备Al-Zr-B、Al-Zr-B-O铝基纳米复合材料的新型反应体系；优化了主要控制条件，包括反应温度、反应时间等参数；系统研究了三种形式的磁场，包括高频磁场（20kHz）、低频磁场（1-15Hz）和高频脉冲磁场与超声场耦合作用对Al-Zr-B、Al-Zr-B-O系原位合成化学反应的影响规律；研究了声磁耦合外场对原位反应温度、反应历程、反应速度和产率的作用规律。 2）研究了电磁场强度、超声强度、反应温度、凝固速度等工艺参数对合成反应体系Al-Zr-B、Al-Zr-B-O等体系内生颗粒形貌、大小和分布的影响规律；通过分别控制电磁场强度、超声强度，获得了合成纳米尺度颗粒的控制规律和工艺参数匹配规律，并制备了纳米颗粒颗粒增强铝基复合材料，委托国家权威机构进行了微观组织检测和性能检测。 3）研究了交变磁场与超声场耦合作用对反应体系（Al-Zr-B、Al-Zr-B-O）合成铝基纳米复合材料的动力学行为，建立了合成动力学模型和方程；通过计算机模拟仿真，模拟研究了在熔体原位合成增强颗粒过程中电磁场的作用，探讨了交变磁场与超声场的耦合作用机制。 4）已获得1套交变磁场与超声场耦合作用下合成块体铝基纳米复合材料的新技术，成功制备了2种新型块体铝基原位纳米复合材料，建立了声磁耦合原位合成动力学模型和机制。在上述研究成果基础上，申请国际PCT专利1项、国家发明专利14项，其中授权国家发明专利4项；在国内外重要刊物上发表论文19篇以上，其中SCI论文6篇，影响因子2.0以上2篇，EI收录13篇，参加国际学术会议1次；相关成果获得江苏省科学技术一等奖1项；培养博士生1名、硕士生7名。

成果综合统计