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10B/Al复合材料是一种优异的氦损伤模拟材料,在核技术领域得到了逐步应用。随着高性能计算能力的发展,氦损伤模拟的高置信度实验验证对10B/Al复合材料实验样品的表面完整性提出了极高要求。金刚石切削是实现高表面完整性加工的一种有效方法,然而10B/Al复合材料作为一种特殊的铝基复合材料,其增强相（硼颗粒）硬度高、含量低、分布不均匀,切削过程中易发生脆性破坏,从而严重影响表面完整性。10B/Al复合材料的切削表面微观成形与硼颗粒的破坏模式密切相关,破坏模式不同则表面形貌不同。破坏模式与材料本身的微观组织、静/动态力学性能以及切削条件均密切相关,通过研究材料的组织结构与力学特性认识其切削特性,进而认识其切削表面成形机理并探明切削条件对切削表面成形的影响规律,这对实现工艺优化具有重要意义。本文通过多途径分析测试方法,认识材料的微观组织,确定了增强相的组成。通过开展拉伸性能和纳米压痕显微硬度实验,确定了增强相对拉伸性能、界面特性的影响规律。在微观组织、静态力学特性研究基础上,使用同步组装的高温分离式Hopkinson压杆实验装置,分别对10B/Al复合材料和高纯铝材料进行常温下不同应变率和不同温度下的动态力学性能对比测试,获得了各种冲击载荷下的应力应变曲线,认识了材料的流动特性及动态界面特性。基于Power-Law、Johnson-Cook本构模型分别对测量得到的10B/Al复合材料和高纯铝的实验数据进行了拟合,对比分析两者之间的拟合误差,结果表明Johnson-Cook本构模型的拟合精度更高,适合在后续仿真中使用。根据材料的微观组织及静/动态力学特性,研究了基于增强相硬脆性及其与基体高界面结合力的切削特性,建立了从硼颗粒切削受力状态到硼颗粒破坏模式再到切削表面形貌的映射模型,研究了硼颗粒受力状态对其破坏模式的影响规律以及不同破坏模式下微观表面的成形机理,重点研究了硼颗粒受压时裂纹的产生与扩张机制;对考虑相对切削厚度（切削厚度与硼颗粒大小的比值）及切削速度的切削过程进行有限元建模仿真,研究了二者对切削微观表面成形的影响机制,并建立了与加工表面质量的概率分布模型,并根据模型对统计结果进行了高斯函数拟合,拟合结果与统计结果能很好吻合。为验证建立的切削模型的正确性,结合实际加工工况,设计了综合冷却润滑条件、切削深度、转速、进给的四因素三水平正交实验,并结合切削过程在线、在位观测,一方面对模型及仿真结论进行验证,一方面通过实验研究切削条件、硼含量等因素对材料加工表面质量的影响规律,确定工艺优化方案。实验结果验证了切削机理与仿真模型的正确性;通过高速摄影对优化工艺方案的切削过程进行在线观测发现,使用优化的工艺参数可形成塑性连续切削,并且表面损伤极小,这很好地验证了工艺优化方案。上述研究表明,硼颗粒的断裂破坏模式对切削表面成形具有重要影响,通过优化切削条件,可以减少硼颗粒的破碎,在硼颗粒及其与基体界面形成连续切削,从而获得好的表面完整性,实现高性能数值模拟实验样品的优质制造。