随着对含能材料的要求越来越高,常规材料很难满足其性能要求,金属B化物开始受到了人们的广泛关注,由于Al具有很高的热值,使得AlB2成为人们关注的焦点。无法大批量制备纯净的AlB2制约了它的实用化进展,上述问题的解决依赖与对Al-B体系基本物理化学特性的认识。本文系统地进行了Al-B体系相形成热力学和动力学研究,建立了Al-B体系反应模型,进而研究了AlB2材料制备过程中宏观组织缺陷形成及其影响因素,并对原料和合成条件对AlB2相形成进行了系统的分析。对Al-B体系进行了热力学的计算,从热力学角度上看Al-B体系是一个很容易发生的一个反应,在室温下都可以进行。在热力学计算的基础上,采用了差示扫描量热法(DSC)以及扩散偶等研究手段,对Al-B体系基本物理化学特性进行了系统地研究。扩散偶研究表明,Al-B体系的相形成是通过Al向B扩散实现的。DSC研究结果显示,Al-B体系在升温过程中,没有经历固-固反应,只有Al的融化和固-液反应。在综合考虑热力学和动力学研究结果的基础上,建立了可以较好地描述相形成机理以及组织缺陷形成机制的Al-B体系反应模型。基于所建立的反应模型,本文系统地研究了Al-B体系烧结过程中样品内孔洞形成机制。实验以及分析结果显示,在Al和B混合烧结过程中,Al向B区域扩散,在B的区域生成AlB2的相,而在Al颗粒处将形成孔洞。烧结时间一定的条件下,烧结温度提高到一定程度后,烧结体的表观密度开始减少,开孔隙大大增多,闭孔隙减少,但随后差别不大。烧结温度一定时,烧结时间延长,烧结后的开孔孔隙度、表观密度和真密度变化不大。说明Al-B体系的反应速度非常快,短时间内原子的扩散迁移比较充分,颗粒界面和闭孔隙的消除较完全。AlB2相形成将引起B区域的体积的膨胀,但常压下Al和B粉未烧结过程中,孔L洞生成与体积膨胀之间存在相互作用,孔洞抑制了部分体积膨胀。制备AlB2有氟盐法和粉末反应烧结法,由于含能材料中需要纯净的AlB2粉末,所以本次采用了粉末反应烧结法制备AlB2,用XRD分析了各种不同条件生成的相的成分,用RIR方法结合jade软件,计算出AlB2在不同条件下相的含量。在生成AlB2过程中,会有少量的Al的剩余,这是由于生成的AlB2阻碍了Al的进一步的扩散,阻止了Al和B的接触。用过量的低纯度无定形B粉时,未反应的Al有所减少,但仍有剩余。用过量的高纯无定形B粉时,为反应的Al消失。采用二次烧结的办法,并不能使Al的残余减少,反而引入新的杂质相。密封烧结中,Al的残余几乎没有,但密封烧结不适用大批量生成AlB2。AlB2在含能材料中的应用,需要将烧结后的AlB2研磨成粉末,AlB2的松装密度和振实密度表明,AlB2的压缩率很大,流动不是很好。