随着核能发电在全球范围内的快速发展,核电站产生的乏燃料迅速增加。Al-B₄C-Al₂O₃中子吸收-结构功能一体化材料具有良好的中子吸收能力,热传导能力和高温力学性能,被视为可实现乏燃料高密度贮存的理想材料。液态法工艺简单,坯料无尺寸和形状的限制,并已成功应用于Al-B₄C中子吸收材料的工业化制备。但液态法制备Al-B₄C-Al₂O₃材料存在纳米颗粒难以引入熔体和分散的问题。本文以液态法为基础,结合热加工工艺,致力于探索一套可有效引入和分散纳米颗粒的Al-B₄C-Al₂O₃材料制备工艺,并分别对Al-B₄C-Al₂O₃材料的纳米颗粒引入工艺、超声辅助分散工艺以及等径角挤压、轧制等固态分散工艺做了系统的研究:本文以液态法为基础,通过Al₂O₃/Al球磨粉体将纳米Al₂O₃颗粒成功引入到Al-B₄C复合熔体中,并制备出大尺寸的Al-B₄C-Al₂O₃坯料。在Al₂O₃/Al粉体球磨工艺中,Al₂O₃/Al=5:5时,微米级Al粉颗粒被压成薄片状,相互之间形成褶皱沟壑结构,Al₂O₃颗粒镶嵌其中;6mm磨球增大为10mm后,Al₂O₃/Al粉体被压制成梭形颗粒,Al₂O₃颗粒均匀的镶嵌在梭形粉体颗粒上。所制备的Al-B₄C-Al₂O₃材料的室温与高温力学性能较Al-B₄C材料均有明显提升;对Al-B₄C-Al₂O₃熔体施加超声作用,可以提高了Al₂O₃颗粒在基体中分散的均匀性和材料的室温高温性能。其中,超声作用15min时,Al₂O₃颗粒分散性提高,基体中出现絮状TiB₂相,Al-B₄C-Al₂O₃材料的力学性能达到最佳:室温抗拉强度提高了18%,350℃高温抗拉强度提高了25%;超声作用30min时,B₄C颗粒被严重侵蚀,絮状TiB₂相减少,相应的力学性有所下降;等径角挤压和轧制两种固态分散方式,可进一步改善材料内部颗粒分散的均匀性,减少材料的铸造缺陷。其中,等径角挤压4道次后,B₄C颗粒相对于基体发生转动,Al₂O₃颗粒向不同方向迁移,并在基体中重新分布;轧制压下量为30%时,B₄C颗粒团聚现象消失,颗粒取向转向轧制方向,铸造缺陷显著减少,材料致密性和延伸率达到最佳,分别为98.15%和10.6%。