Cr-Al(Cr)2O3金属陶瓷的燃烧合成与致密化

采用燃烧合成法，通过调整反应体系成分并控制凝固过程，成功制备了金属Cr相分布均匀、尺寸可达亚微米级的Cr-Al(Cr)2O3金属陶瓷．研究了聚合物及体系成分对金属陶瓷微观组织和燃烧合成过程的影响．结果表明，添加聚合物显著降低了Al-Cr2O3-A12O3体系的引燃温度，缩短了引燃时间，并改善了Cr颗粒在陶瓷基体上的分布均匀性．加入稀释剂Al2O3以及Cr2O3过量可细化Cr颗粒，使Al2O3基体变为Al2O3和Al(Cr)2O3．对燃烧合成熔体施加较低的压力，获得了致密的Cr-Al(Cr)2O3金属陶瓷，解决了燃烧合成致密化的问题．     

Al2O3/Fe表面复合材料的燃烧合成及组织分析

用燃烧合成法制备了Al2O3/Fe管状表面复合材料;利用金相显微镜、X射线衍射仪、电子探针等对涂层的形貌、相组成、元素分布等进行了观测和分析.结果表明,相组成主要为α-Al2O3、尖晶石相(FeO·Al2O3)、YAG相(Y3Al5O12)及少量的莫来石相(3Al2O3·2SiO2)和α-Fe相.过渡层的存在使涂层与基体之间匹配应力较小,结合强度高;加入Y2O3使材料的致密度得到了提高.     

Co-Al2O3金属陶瓷的制备与燃烧合成反应控制

应用燃烧合成法制备Co-Al2O3金属陶瓷,通过添加稀释剂Al2O3和反应性添加物TiO2控制燃烧合成反应,并探讨了其对金属陶瓷组织结构的影响。利用Al-Fe2O3助燃体系控制热爆反应的起始温度,使热爆反应在1050K左右进行,制备了Co-Al2O3金属陶瓷的中空件,并获得了金属相细小、均匀分布于陶瓷基体中的Co-Al2O3金属陶瓷。     

燃烧合成Cr-(Al,Cr)2O3金属陶瓷的耐磨性能

用热爆燃烧合成法结合熔体施压致密化,制备了相对密度约90％的Cr-（Al,Cr）2O3金属陶瓷,金属Cr颗粒均匀弥散分布于陶瓷板片间或板片内,尺寸可达200nm左右．研究了金属陶瓷的耐磨性能．结果表明,干摩擦条件下,金属陶瓷具有优良的耐磨性能;磨损体积与稀释剂Al2O3加入量和过量Cr2O3的含量有关,两者合理搭配可使Cr-（Al,Cr）2O3的磨损体积小于粉末烧结氧化铝陶瓷的磨损体积．磨损机理主要是块状剥落．油润滑后,147N载荷下,金属陶瓷经6000m滑动距离仍基本无磨损体积损失;随载荷提高,磨损体积有所增大,但仍比Cr12MoV钢小一个数量级以上．     

燃烧合成法制备的Al2O3基多孔陶瓷

研究了Al2O3-TiC和Al2O3-TiB2两个体系的多孔陶瓷的制备过程,分析和讨论了产物的相组成、显微结构及成型性以及影响多孔陶瓷性能,如孔径大小、耐腐蚀性能和压缩强度的诸多因素.实验结果表明:布料时有序地改变反应物料的化学组成,可以在产物中不同区域产生不同尺寸的孔洞,形成梯度多孔陶瓷.利用燃烧合成法,可制备出孔径尺寸为1～500μm、酸碱腐蚀质量损失率小于2%、压缩强度为10 MPa左右的多孔陶瓷.     

燃烧合成法制备Al2O3-TiB2多孔陶瓷基复合材料

利用燃烧合成法制备了Al2O3-TiB2多孔陶瓷基复合材料,研究了燃烧合成反应的热力学、预制坯密度、稀释剂以及复合助燃剂对多孔体系和组织形成的影响。结果表明,加入适量稀释剂以及复合助燃剂对多孔组织的形成有很大帮助。稀释剂含量增加,孔尺寸减小;复合助燃剂加入降低了反应的点燃温度,有利于反应的原位进行,获得了孔尺寸分布均匀,孔径变化范围较小的多孔陶瓷基复合材料。     

Cr-Al(Cr)2O3金属陶瓷的制备与抗氧化性能

研究了加入稀释剂Al2O3和过量Cr2O3对Al-Cr2O3体系燃烧合成反应温度和加热速度对起始反应温度的影响。确定了既可获得金属陶瓷熔体又易于实现燃烧合成的体系成分。通过燃烧合成和控制熔体冷却条件的凝固技术合理结合,制备了Cr相颗粒细小均匀分布于陶瓷基体的Cr-A(lCr)2O3金属陶瓷,该金属陶瓷具有较好的抗高温氧化性能。     

燃烧合成Ni3Al组织结构转变动力学过程分析

采用端部淬火熄火方法分析了自蔓延合成Ｎｉ－２５ａｔ－％Ａｌ合金中的组织结构转变过程。研究表明：合金中的合成反应是从铝熔化后形成富铝合金溶液及富铝化物处开始，然后再通过一系列中间过渡反应逐渐向ｙ＾′－Ｎｉ３Ａｌ产物相转化，其中液态反应物形成及其流动铺展，是形成快速放热反应及其自发扩展燃烧波的主要机制。     

燃烧合成Ni_3Al组织结构转变动力学过程分析

采用端部淬火熄火方法分析了自蔓延合成Ｎｉ－２５ａｔ．－％Ａｌ合金中的组织结构转变过程．研究表明：合金中的合成反应是从铝熔化后形成富铝合金溶液及富铝化合物处开始，然后再通过一系列中间过渡反应逐渐向γ′Ｎｉ_３Ａｌ产物相转化，其中液态反应物形成及其流动铺展，是形成快速放热反应及其自发扩展燃烧波的主要机制．     

自蔓燃高温合成（SHS）TiC—Al2O3陶瓷

本文采用自蔓燃高温合成（ＳＨＳ）技术结合热压工艺，以ＴｉＯ２粉，Ａｌ粉及石墨粉（Ｃ）为原料制备出了ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３陶瓷及（ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３）／Ｎｉ金属陶瓷复合材料，并对其组织结构及性能进行了研究。结果表明，本方法制备的材料性能优于传统方法制备的材料，适于作刀具。     

铝热剂反应燃烧合成Al2O3—TiC陶瓷的径向显微组织变化

研究了压坯直径对燃烧合成Al2O3－TiC陶瓷的燃烧速度和温度的影响以及圆柱试样的径向微观组织变化。燃烧合成的圆柱试样轴心区直径1．5μm～5.5μm的圆形颗粒为TiC,具有熔化特征的边长10μm～20μm的多边形为含有少量TiC的刚玉;在二分之一半径处,TiC颗粒和刚玉块的尺寸分别减小为0．1μm～3μm和5μm～15μm;但在靠近合成试样圆周及其圆柱表面,刚玉变成为了晶须,TiC则是0．1μm－0．5μm的微小颗粒组成的团聚体。这是因为试样在燃烧合成过程中沿周向和径向均有热量传递,燃烧过程中径向不同位置温度的显著变化导致了微观组织的变化。     

聚合物对Al-Cr2O3体系燃烧合成的影响

考究了聚合物对Ａｌ－Ｃｒ２Ｏ３体系燃烧合成过程的影响。结果表明添加聚合物不仅能使铝热反应型体系更易点燃，燃烧波蔓延速度加快，而且还能提高自蔓延燃烧温度，使Ａｌ－Ｃｒ２Ｏ３体系燃烧模式趋向式稳态平面燃烧。     

AlN/Y2O3陶瓷燃烧合成研究

采用燃烧合成工艺,在超高压氮气下,制备了具有较高致密度的AlN/Y2O3陶瓷.研究表明,Al-N2-Y2O3的自蔓延高温合成(SHS)过程为660℃Al熔化,1000℃Al剧烈挥发并与N2迅速反应形成AlN,放出大量热;当反应温度升至1720℃时,Y2O3与Al2O3形成共晶液相Al5Y3O12,发生液相烧结高温液相烧结使产物的致密度显著提高,但由于其阻碍N2向反应前沿的渗透,产物中残余Al含量增加.随着Y2O3含量的增加,液相烧结作用增强,产物致密度显著提高,抗弯强度及断裂韧性提高.Al-N2-Y2O3体系的SHS致密化主要发生在燃烧波蔓延方向,具有明显的方向性.     

Co/Al2O3金属陶瓷材料的制备及热性能

采用共沉淀法制备了Co/Al2O3复合粉体的前驱体,经过煅烧、原位选择还原得到平均粒径为20 nm～30 nm尺寸可控、分布均匀的Co/Al2O3纳米多相复合粉体.最后复合粉体在Ar气氛保护下,1250℃～1550℃,30 MPa保温1 h烧结得到Co/Al2O3陶瓷基复合材料.试验过程中用到的测试与表征手段有TG-DSC,XRD,TEM等,用激光微扰法(laser flash)测量样品的热扩散系数,从而计算得到复合材料的热导率,其最大值接近理论值45.29 W/m.K.金属Co的添加有效的提高了Al2O3基陶瓷材料的导热性能.     

燃烧合成-铸造法制备氧化铝基金属陶瓷的研究

用燃烧合成一铸造法成功制备了致密度较高的Al2O3-Cr和Al2O3(-Cr2O3)-Cr金属陶瓷，研究了稀释剂Al2O3和Cr2O3及凝固冷却速度对金属陶瓷显微组织的影响。结果表明，添加Al2O3或Cr2O3稀释剂，可有效控制燃烧反应的剧烈程度，并形成Cr相和陶瓷基体的共晶组织。在石墨铸型冷却条件下，Cr相在陶瓷基体上分布均匀、尺寸细小，达到了亚微米级尺度。     

反应合成Ti3Al/TiC＋Al2O3复合材料烧结过程热力学分析

将高能球磨后的Ti-Al粉末和TiC,Al2O3粉末混合进行热压烧结,在烧结的过程中反应生成金属间化合物为增强相的复合材料.通过对粉料的X射线衍射分析、热分析（DSC）和烧结体的成分分析表明,最终的金属间化合物只有Ti3Al而没有其它金属间化合物相.通过热力学计算,分析了反应烧结过程并发现在低温由固相间原子扩散控制生成TiAl3,TiAl,Ti3Al的渐进过程,和在高温下金属间化合物的合成机理,而且增强相和基体界面间处于稳定状态.     

燃烧合成Cr3C2-AIN-FeCr复相陶瓷涂层的研究

采用燃烧合成技术在碳钢表面制备了复相金属陶瓷涂层。为改善涂层与基体之间的润湿性，采用了σ-FeCr金属间化合物作为润湿组分。涂层试样的微观组织形貌及相组成分析表明，涂层主要是由Cr3C2、AIN以及σ-FeCr所组成的复相体系。涂层界面形貌观察分析表明涂层与基体之间为冶金结合，热震实验结果表明涂层具有良好的结合力。     

燃烧合成过程对陶瓷内衬复合铸管基体组织的影响

用自蔓延铝热离心法制备了陶瓷内衬复合球墨铸铁管,研究了燃烧合成过程对球墨铸铁基体组织的影响;试验结果表明,燃烧合成时在铸管的内表面产生了一薄层白口组织和热影响区,但不会影响厚壁铸管的耐蚀性。     

燃烧合成方式对形成Ni_3Al的影响

为研究自蔓延和热爆两种燃烧合成方式对产物Ni3Al组织的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)观察对比了合成试样中的不同显微组织,利用X射线衍射(XRD)分析比较了合成产物相的差别,并通过透射电镜(TEM)比较了两种方式下合成相粒子析出情况。结果表明:自蔓延反应产物形成共晶组织,热爆反应则生成枝晶组织;虽然两种方式反应物的XRD分析结果相同,但是自蔓延反应产物的相峰强度显著高于热爆反应产物;热爆反应产物相粒子产生的偏聚比自蔓延反应产物相明显。