| Abstract | 第4-6页 |
| 摘要 | 第7-10页 |
| Contents | 第10-13页 |
| 目录 | 第13-16页 |
| Chapter 1 Introduction | 第16-47页 |
| 1.1 Background and significance of subject | 第16-17页 |
| 1.2 Discontinuously reinforced AMCs | 第17-23页 |
| 1.2.1 Classification of MMCs | 第17-19页 |
| 1.2.2 Particle reinforced AMCs | 第19-20页 |
| 1.2.3 Applications of particle reinforced AMCs | 第20-22页 |
| 1.2.4 Advantages and limitations of particle reinforced AMCs | 第22-23页 |
| 1.3 Hybrid reinforcements in particle reinforced AMCs | 第23-25页 |
| 1.3.1 Hybrid – Definition in MMCs | 第23页 |
| 1.3.2 Hybrid particle reinforced AMCs | 第23-25页 |
| 1.4 Composites with tailored microstructures | 第25-32页 |
| 1.4.1 Hierarchical materials in nature | 第26-27页 |
| 1.4.2 MMCs with controlled microstructures | 第27-32页 |
| 1.5 Transition metal tri-aluminides in aluminium and its alloys | 第32-36页 |
| 1.5.1 Al-Zr system | 第32-34页 |
| 1.5.2 Properties of AMCs reinforced with Al3Zr | 第34-36页 |
| 1.6 In situ techniques | 第36-41页 |
| 1.6.1 Exothermic dispersion | 第38-39页 |
| 1.6.2 Flux assisted synthesis | 第39-40页 |
| 1.6.3 Reaction hot pressing | 第40-41页 |
| 1.7 Theoretical and numerical analysis of elastic behaviour | 第41-46页 |
| 1.7.1 Hashin-Shtrikman bounds | 第41-43页 |
| 1.7.2 Micromechanical composite models | 第43-46页 |
| 1.8 Layout of thesis | 第46-47页 |
| Chapter 2 Material system and experimental details | 第47-52页 |
| 2.1 Raw materials | 第47页 |
| 2.2 Processing methods | 第47-49页 |
| 2.2.1 Low energy ball milling | 第48页 |
| 2.2.2 Reactive hot pressing | 第48-49页 |
| 2.2.3 Hot extrusion process | 第49页 |
| 2.2.4 Heat treating process | 第49页 |
| 2.4 Microstructural characterisation | 第49-50页 |
| 2.4.1 Differential thermal analysis | 第49-50页 |
| 2.4.2 Microstructural analysis | 第50页 |
| 2.4.3 X-ray diffraction | 第50页 |
| 2.5 Mechanical testing | 第50-51页 |
| 2.5.1 Rockwell hardness | 第50页 |
| 2.5.2 Room temperature tensile tests | 第50-51页 |
| 2.5.3 High temperature tensile tests | 第51页 |
| 2.5.4 Room temperature compressive tests | 第51页 |
| 2.5.5 Measurement of elastic modulus | 第51页 |
| 2.6 Modeling and simulation | 第51-52页 |
| Chapter 3 Reaction mechanism and process optimization | 第52-68页 |
| 3.1 Introduction | 第52页 |
| 3.2 Optimization of ball milling parameters | 第52-56页 |
| 3.2.1 Low energy ball milling | 第52-55页 |
| 3.2.2 High energy ball milling | 第55-56页 |
| 3.3 Differential thermal analysis | 第56-59页 |
| 3.3.1 Thermodynamic analysis of the Al-ZrO2 system | 第56-57页 |
| 3.3.2 Microstructural characterization | 第57-59页 |
| 3.4 Optimization of sintering parameters | 第59-67页 |
| 3.4.1 Effect of sintering temperature and time on microstructure | 第60-66页 |
| 3.4.2 Effect of sintering pressure on microstructure | 第66-67页 |
| 3.5 Summary | 第67-68页 |
| Chapter 4 Fabrication and microstructural analysis of (Al_3Zr+Al_2O_3)/2024Al MMCs | 第68-82页 |
| 4.1 Introduction | 第68页 |
| 4.2 Fabrication of (Al_3Zr+Al_2O_3)/2024Al MMCs with a network microstructure | 第68-73页 |
| 4.2.1 Fabrication technology of network structured (Al_3Zr+Al_2O_3)/2024Al MMCs | 第68-70页 |
| 4.2.2 Microstructural analysis of the network structured (Al_3Zr+Al_2O_3)/2024Al MMC | 第70-73页 |
| 4.3 Fabrication of (Al_3Zr+Al_2O_3)/2024Al MMCs with a homogeneous microstructure | 第73-75页 |
| 4.3.1 Fabrication Technology of homogeneous (Al_3Zr+Al_2O_3)/2024Al MMCs | 第73-74页 |
| 4.3.2 Microstructural analysis of homogeneous (Al_3Zr+Al_2O_3)/2024Al MMC | 第74-75页 |
| 4.4 Hot extrusion of (Al_3Zr+Al_2O_3)/2024Al MMCs with network reinforcement distribution | 第75-78页 |
| 4.4.1 Fabrication technology | 第75-76页 |
| 4.4.2 Microstructural analysis | 第76-78页 |
| 4.5 Heat treatment of (Al_3Zr+Al_2O_3)/2024Al MMCs with network reinforcement distribution | 第78-80页 |
| 4.6 Summary | 第80-82页 |
| Chapter 5 Mechanical characterization of (Al_3Zr+Al_2O_3)/2024Al MMCs with tailored reinforcement distribution | 第82-108页 |
| 5.1 Introduction | 第82页 |
| 5.2 Effect of extrusion and heat treatment on hardness | 第82-85页 |
| 5.3 Room temperature tensile behaviour | 第85-95页 |
| 5.3.1 Tensile characteristics and strengthening mechanism of as sintered composites | 第85-90页 |
| 5.3.2 Tensile characteristics and strengthening mechanisms of extruded composites | 第90-94页 |
| 5.3.3 Effect of heat treatment on as sintered and extruded composites | 第94-95页 |
| 5.4 High temperature tensile behaviour | 第95-103页 |
| 5.4.1 High temperature tensile characteristics of as sintered composites | 第95-99页 |
| 5.4.2 High temperature tensile characteristics of extruded composites | 第99-103页 |
| 5.5 Room temperature compressive behaviour | 第103-106页 |
| 5.5.1 Compressive behaviour of as sintered composites | 第103-105页 |
| 5.5.2 Effect of extrusion and heat treatment | 第105-106页 |
| 5.6 Summary | 第106-108页 |
| Chapter 6 Numerical simulation of elastic properties | 第108-117页 |
| 6.1 Introduction | 第108-109页 |
| 6.2 Geometry of the model | 第109-111页 |
| 6.3 Constituent materials for the model | 第111-112页 |
| 6.4 Boundary conditions for the model | 第112-114页 |
| 6.5 Elastic properties of the composite | 第114-116页 |
| 6.6 Summary | 第116-117页 |
| Conclusions | 第117-119页 |
| Scope for future work | 第119-120页 |
| References | 第120-135页 |
| Appendix | 第135-147页 |
| Publications during PhD | 第147-149页 |
| Acknowledgements | 第149-150页 |
| Curriculum Vitae | 第150页 |
