本實驗利用摩擦攪拌製程製作奈米氧化鋁強化1050鋁基複合材料，已成功製作出不同體積百分比氧化鋁鋁基複合材料，且經SEM分析結果顯示強化顆粒皆均勻分散在鋁基材中。1050鋁合金經摩擦攪拌後，晶粒尺寸有明顯的被細化，且隨複材中添加氧化鋁含量的增加其鋁晶粒尺寸有越來越小的趨勢，當含氧化鋁粉量達24.7vol% 時鋁晶粒約細化為0.84 µm。
添加奈米氧化鋁顆粒能有效的強化鋁基材，當氧化鋁含量為24.7vol%時硬度提升為113Hv，此值幾乎為母材1050 鋁合金經FSP後硬度的四倍。而抗拉強度由74MPa(母材經FSP後)增強至310 MPa (24.7vol%氧化鋁 )；比起其他製程，由於摩擦攪拌製程為固相製程，，可使奈米氧化鋁與鋁基材間鍵結良好，不但可得細晶強化，顆粒在鋁基材間的分散性也較傳統製程佳，所以利用FSP所製作鋁機複合材料有更好的機械性質。

Nanoscaled-Al2O3 particles reinforced 1050 Aluminum composites by FSP were successfully fabricated in this study. The grain size of 1050 aluminum was obviously refined to about 0.5μm by friction stir process(FSP), and there was a tendency that grain size decreased with increasing of Al2O3 content, where grain size of 0.84μm was achieved with 24.7vol% of Al2O3. Nanoscaled-Al2O3 particles reinforced 1050 Al alloy by FSP revealed an excellent strengthening effect and excellent ductileity, Where hardness and UTS of the composite with 24.7vol% nanoscaled-Al2O3 particles were increased up to Hv113 and 310MPa respectively. The tensile result showed a 400% of increase in UTS comparing to the pure Al after FSP.

論文摘要……………………………………………………………….Ⅰ
目錄…………………………………………………………………….Ⅲ
表目錄………………………………………………………………….Ⅵ
圖目錄………………………………………………………………….Ⅶ
第一章 前言……………………………………………………………1
第二章 文獻回顧………………………………………………………3
2.1 金屬�陶瓷複合材料之簡介 …………………………………..3
2.2 金屬�陶瓷複合材料製程上困難………………………………..5
2.3 摩擦攪拌焊接(FSW)與摩擦攪拌製程(FSP)……………………..6
2.3.1 摩擦攪拌焊接………………………………………………...6
2.3.2 摩擦攪拌製程(FSP) ………………………………………….7
2.4 摩擦攪拌對1050鋁合金的特性及顯微組織發展……………….9
2.5 金屬基複合材料的機械性質…………………………………..11
2.6 細顆粒之強化……………………………………………………12
2.7 Orowan強化……………………………………………………….14
2.8金屬基複合材料的破壞機構………………………………………16
第三章 實驗方法………………………………………………….18
3.1 使用材料及粉末……………………………………….……...18
3.1.1 1050熱壓延板 ……………………………………………18
3.1.2 氧化鋁(Al2O3)粉末…………………………..……………18
3.2 FSP的準備…………………………………………..…………18
3.2.1攪拌機械簡介……………………………………………..18
3.2.2摩擦旋轉攪拌的參數控制……………………..…………19
3.2.3 工具頭及夾具……………………………..…………….19
3.2.4 添加Al2O3粉末…………………………..………………19
3.3 機械性質量測………………………………..………………..20
3.3.1微硬度試驗………………………………………………..20
3.3.2 拉伸試驗……………………………….…………………20
3.4巨觀結構及微觀組織分析………………….…………………20
3.4.1 光學顯微鏡……………………………….………………20
3.4.2 掃描式電子顯微鏡………………………….……………21
3.4.3 穿透式電子顯微鏡……………………………………….21
第四章 實驗結果與討論………………………………………….22
4.1 氧化鋁粉在1050鋁基材中散佈之情形與觀察……………..22
4.晶粒觀察與Hall-Petch關係……………..……………………...23
4.3 機械性質之探討………………………………………………25
4.4破斷面之觀察………………………………………………….33
4.4工具頭的摩耗………………………………………………….37
第五章 結論……………………………………………………...38
第六章 參考文獻…………………………………………………39

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