微波加热法是一种新颖、快速、节能的铝基复合材料制备方法。本文采用微波加热法成功合成Al-TiO₂、Al-TiO₂-B₂O₃系铝基复合材料,利用金相显微镜、SEM和XRD等手段分析反应产物微观组织、组织分布;通过自主编制的idk-6u12-i586-p软件记录微波合成升温曲线,比较合成起爆温度、合成时间。结合热力学计算、DSC曲线,分析Al-TiO₂、Al-TiO₂-B₂O₃系微波合成机理。Al-TiO₂-B₂O₃系中,Al₂O₃和Al₃Ti分别在1100K以及1300K时生成,TiB₂在1350K时形成。Al-TiO₂-B₂O₃系微波合成产物中,棒状物为Al₃Ti,明色颗粒为Al₂O₃,暗色颗粒为TiB₂。TiB₂较Al₂O₃颗粒小,在基体中分布均匀;Al₂O₃颗粒偏聚程度较高。研究发现,微波合成Al-TiO₂-B₂O₃系最优工艺如下:以Al、TiO₂、B₂O₃粉为原料,球磨2h,干燥1～1.5h,冷挤压压力120MP。微波频率2.45GHz,SiC作辅助加热材料、功率800w、合成时间7min,可制备Al-TiO₂-B₂O₃系复合材料。运用Kissinger方程计算活化能,初步探讨微波加热反应机理。传统加热与微波加热合成Al-TiO₂-B₂O₃系反应活化能分别为335.5kJ/mol、67.2kJ/mol。微波合成活化能仅为传统加热合成的1/5,反应活化能明显降低,微波加热存在非热效应。性能研究发现,微波加热法合成Al-TiO₂-B₂O₃系复合材料致密性提高,相对密度接近98%;微波合成试样硬度为47.5MPa;增强相体积分数30%时,B₂O₃/TiO₂摩尔比由0提高至1,抗拉强度由256.71MPa增加至343.5MPa,延伸率由3.37%增加至6.54%,分别提高了33.8%和94%。利用SEM观察拉伸断口,棒状物存在时,断口表现为细小韧窝及棒状物的断裂;无棒状物时,断口为细小等轴韧窝。