基于高速摄影的自反应淬熄团聚粉飞行燃烧行为研究

含铁氧体成分的空心复相陶瓷微珠是一种新型轻质吸波材料。本文以Al-TiO2-Fe-Fe2O3-MnO2-蔗糖-环氧树脂为反应体系,经球磨、烘干、碳化、粉碎、筛分制成粒径为50-90μ的团聚粉,利用自反应淬熄技术熔射团聚粉获得了含铁氧体成分的空心复相陶瓷微珠。用SEM表征了淬熄前后团聚粉的形貌变化,通过高速摄影技术研究分析了团聚粉粒子在熔射过程中的飞行燃烧行为。试验结果表明,团聚粉粒子在飞行燃烧过程中经历受热蓄能、热释放与后燃烧三个阶段形成空心陶瓷熔滴,该熔滴在大过冷条件下凝固结晶最终形成空心陶瓷微珠。     

SHS反应火焰喷涂团聚颗粒的熔融行为及机理分析

针对自反应火焰喷涂制备TiC—TiB2复相陶瓷涂层过程中反应微粒在飞行燃烧时的熔融行为，进行了水淬熄实验，并以单个飞行燃烧颗粒为研究对象，分析了微粒熔融行为及反应机理。研究发现：团聚颗粒在喷涂飞行过程中经历了反应孕育、自蔓延反应引燃、颗粒芯部热爆、陶瓷熔滴的凝固结晶等四个阶段。在Ti大量熔化之前，其反应受固态扩散机制控制，之后按照溶解一析出机制进行。140～180mm喷涂距离生成状态最好的陶瓷熔滴，是喷涂的最佳距离。     

热处理升温速率对钡铁氧体空心微珠形貌与吸波性能的影响

采用将火焰热喷涂技术、自蔓延高温合成技术及快速冷却凝固技术结合在一起的自反应淬熄法,制备了以尖晶石型钡铁氧体为主的空心微珠,然后分别以3,7和15℃·min-13种升温速率将其加热到1100℃、保温4 h后再冷却至室温,通过扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)和矢量网络分析仪等手段,研究了3种升温速率下空心微珠形貌和吸波性能的变化。结果表明:未热处理时,空心微珠主要由Al2O3,Fe2O3,Fe3O4,BaFe2O4组成,表面无明显晶粒出现,最低反射率为-2 dB;3℃·min-1慢速升温条件下,空心微珠物相主要由Fe2O3,BaFe12O19,BaAl12O19和Al2O3组成,表面出现了典型的六角晶型,反射率有3个极值,最低反射率为-16.5 dB,低于-10 dB的吸收带宽为2.2GHz;7℃·min-1中速升温条件下,物相组成为Fe2O3,BaFe12O19,BaAl12O19,Al2O3和Fe3O4,微珠表面以片状晶为主,最低反射率为-6.5dB;15℃·min-1快速升温条件下,由于晶体生长和受扩散控制的固相反应不充分,物相组成中出现了Ba0.83Fe11O17.33和BaFe13.2O20.8中间相,空心微珠表面主要为等轴晶,最低反射率为-3.9 dB。慢速升温时钡铁氧体空心微珠吸波性能优于中速和快速升温条件。     

提高自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管性能研究的进展

自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管具有工艺简单、节能、成本低和使用效果好等特点 ,在概括了自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管的制备原理基础上 ,从降低陶瓷层孔隙率、减少陶瓷层裂纹和提高陶瓷层结合强度等方面 ,论述了提高自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管性能的措施 ,还对自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管的应用现状及展望进行了评述     

提高自蔓延高温合成陶瓷内衬铜管性能研究的进展

自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管具有工艺简单、节能、成本低和使用效果好等特点，在概括了自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管的制备原理基础上，从降低陶瓷层孔隙率、减少陶瓷层裂纹和提高陶瓷层结合强度等方面，论述了提高自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管性能的措施，还对自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管的应用现状及展望进行了评述。     

层状可加工陶瓷Ti3SiC2自蔓延高温合成反应机理的研究

采用燃烧波淬熄法,以Ti粉、Si粉和C粉为原料研究了层状可加工陶瓷Ti3SiC2在自蔓延高温合成(SHS)中的反应机理.淬熄试样中保留未反应区、反应区和已反应区,用扫描电子显微镜观察燃烧反应中显微组织的转变过程,用能谱仪分析各微区的成分变化,并通过差热分析(DSC-TGA)和XRD分析考察了从600℃到1500℃ Ti-C-Si系统的反应合成过程和相形成规律.结果表明:层状可加工陶瓷Ti3SiC2自蔓延高温合成的机理为溶解-析出机制,Ti粉与Si粉的固态扩散导致低熔点Ti-Si溶液形成,Ti、Si、C粉粒逐渐向Ti-Si溶液中溶解,当溶液中的Ti、Si、C浓度饱和时,从中析出TiC、SiC颗粒,最后形成最终产物Ti3SiC2.     

提高自蔓延高温合成陶瓷复合管内衬陶瓷层性能的进展

将离心技术和自蔓延高温合成技术结合，开发了离心自蔓延高温合成技术。该技术具有工艺与设备简单、生产率高、节能和成本低等特点，为陶瓷复合管的生产提供了新的途径。自蔓延高温合成陶瓷复合管性能取决于内衬陶瓷层性能，从提高陶瓷层致密度、减少裂纹、改善韧性和提高耐腐蚀性等四个方面，对提高自蔓延高温合成陶瓷复合管内衬陶瓷层性能的途径进行了总结。     

保温补贴在大型铸钢件上的应用

通过试验表明于大型铸钢件上的空心微球保温补贴，必须选用合适的粘结剂，在空心微珠和耐火料表面形成密保护膜，才能阻挡高温钢水对保温补贴的熔蚀，避免在保温补贴表面上形成低熔玻璃层，最终获得内外质量俱佳的铸钢件。     

自蔓延高温合成铝碳氮材料

采用Al粉和CNx前驱体粉末为原料,通过自蔓延高温合成技术,制备铝碳氮材料。利用燃烧波淬熄实验并结合XRD、SEM和EDS测试技术,研究自蔓延反应合成铝碳氮的机理。研究结果表明,自蔓延高温合成铝碳氮材料可分为3个阶段,第一阶段为Al融化和蔓流,形成的Al熔体包覆CNx前驱体粉末;第二阶段,Al与CNx分解的产物C和N2发生反应,生成AlN和Al4C3等二元相;反应放出大量的热,引发其它未反应的原料发生自蔓延反应,使反应自维持;第三阶段,AlN和Al4C3反应生成三元铝碳氮化合物。     

相图计算技术在复相陶瓷燃烧合成热力学分析中的应用

应用相图计算技术（ＣＡＬＰＨＡＤ）对燃烧合成复相陶瓷的绝热燃烧温度，平衡相组成等进行了热力学分析。讨论了铝热型自蔓延高温合成反应中副产物相的成因及可能的消除途径。根据稀释剂对绝热温度的影响方式提出了稀释作用的两种模式。对反应热压中采用的硼，碳和Ａｌ２Ｏ３体系的绝热温度进行了计算，并对其放热能力进行了评价。     

Production of Aluminum Matrix Composite Material Hardened with Hollow Ceramic Microspheres

Metallurgist - In this paper the results of the investigation of the possibility of strengthening of aluminum alloys with hollow ceramic microspheres and also microspheres modified by pyrolytic...     

熔盐处理对 SiC 陶瓷表面及其与 Si 涂层界面性能影响研究

环境障涂层体系中粘结层与基体的结合性能是评价其质量的重要指标之一。本文针对环境障涂层中硅粘结层与硅基陶瓷材料结合性能不理想的问题,采用Na2CO3和Na2SO4熔盐作为蚀刻剂对SiC陶瓷表面进行粗糙化处理,研究了SiC陶瓷表面熔盐处理后的显微形貌、粗糙度以及物相组成。采用真空等离子喷涂技术制备了Si涂层,采用划痕法、压痕法以及拉伸结合强度测试法表征了涂层-基体界面的性能,发现采用高温熔盐处理方法可以显著提高Si涂层与SiC陶瓷之间的界面结合性能。本工作初步验证了高温熔盐处理方法是一种有效的陶瓷表面粗糙化处理技术。     

C—SjC—TiC—TiB_2复合材料的原位合成及热压烧结

以熟焦、炭纤维、B_4C、SiC、Si、TiO_2和TiC为原料、采用原位合成及热压技术研究了不同TiO_2和TiC含量对多组分碳/陶复合材料的组成、结构和性能的影响。在烧结过程中TiO_2或TiC与B_4C反应原位生成TiB_2,Si和TiO_2分别与C反应生成SiC和TiC,这些陶瓷相的生成对提高碳/陶复合材料的力学性能有显著作用。加入TiO_2比TiC能使碳/陶复合材料在较低的温度下实现致密化烧结,获得了抗弯强度达430 MPa的碳/陶复合材料。     

TiC/Fe-Al复合涂层反应火焰喷涂研究

以廉价的钛铁粉，铁粉，铝粉和胶体石墨为原料，采用反应火焰喷涂技术原位合成并沉积了TiC/Fe-Al涂层，PVA制粒条件下涂层的相组成主要为TiC Al Fe-Al。研究结果表明：制粒方式是影响反应程度和涂层相组成的关键因素，PVA制粒比普通机械混合更有利于喷涂过程中反应的进行；反应火焰喷涂过程中有一定量的碳被氧化，碳的氧化对喷涂粉末的氧化具有一定的抑制作用。     

反应烧结碳化硅陶瓷内筒的损毁机制

以X射线衍射仪、扫描隧道电子显微镜、能量散射光谱仪等手段对在悬浮预热器内筒上使用前后的反应烧结碳化硅陶瓷进行分析,研究该陶瓷应用于悬浮预热器上的损毁机制.碳化硅陶瓷中残存金属硅和表面的碳化硅在高温使用工况下首先氧化成SiO₂,SiO₂在K₂O (g)、Na₂O (g)、KCl (g)、Na Cl (g)等蒸气以及氯化物作用下黏度降低,形成覆盖于陶瓷表面的氧化层,继而被高速的气固流体冲蚀和磨损掉,并导致新的界面出现.如此循环,使碳化硅陶瓷的外侧逐渐变薄和断裂,直至损毁.提高陶瓷的致密性和降低残余硅含量是改进反应烧结碳化硅陶瓷在悬浮预热器中使用性能的有效途径.      

热喷涂技术沉积环境屏障涂层（EBC）的评估

目前研究的环境屏障涂层用于防护在富含水蒸气的燃烧环境中使用的涡轮发动机部件,为实现本目的需要致密、无裂纹并且具有较好粘结力的涂层。本文对沉积Yb_2Si_2O_7和Si环境屏障涂层的不同热喷涂技术进行了评估。由于快速凝固导致的玻璃化转变以及含硅物质的蒸发,使得耐火硅酸盐材料的等离子喷涂很复杂。硅在喷涂过程中,尤其是在大气环境下,容易被氧化,因此低密度硅的等离子喷涂工艺也需要细致的优化。本文采用了大气等离子喷涂(APS)、超音速火焰喷涂(HVOF)及等离子物理气相沉积(PS-PVD)分别制备了Yb2Si2O7涂层。分析了涂层的微观组织结构、非晶含量以及相组成,针对工艺参数和材料性能,讨论了每种喷涂技术相比于其他喷涂方法的优点和缺点。     

火焰喷涂Zn-玄武岩涂层的制备及其耐腐蚀性能

以zn-玄武岩复合粉体为喂料采用火焰喷涂工艺在制备了zn-玄武岩涂层,单行线扫描喷涂实验探索研究了喷涂的距离,对涂层和基体进行了加速腐蚀试验。结果表明：火焰喷涂涂层的最佳喷涂距离为10～15cm;Zn-玄武岩涂层具有很好的耐腐蚀性,对钢铁具有很大的防护效果。     

激光重熔火焰喷涂PEEK涂层微观组织及力学性能研究

聚醚醚酮(PEEK)是一种高性能塑料,它卓越的性能使其在工业设施上的应用日益增多.本文中使用了火焰喷涂设备在304L不锈钢基材上沉积PEEK涂层,随后对喷涂的聚合物涂层进行C02及Nd:YAG激光处理,使得涂层重熔从而变得更加致密.文中使用了SEM和XRD检测手段来表征喷涂涂层和重熔后涂层,结果表明C02及Nd:YAG...     

磁性TiO2空心球的制备及其光催化性能

分别制备Fe3O4和ZnFe2O4粉体并以它们作为磁芯,葡萄糖为模板剂,氟钛酸铵为钛源,通过水热法制备出Fe3O4/C/TiO2和ZnFe2O4/C/TiO2前驱体,煅烧后获得磁性Fe3O4/TiO2和ZnFe2O4/TiO2空心球。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪分析了产物的形貌、结构和化学组成,用振动样品磁强计测试了样品的磁化强度。结果表明,以Fe3O4为磁芯得到的Fe3O4/TiO2空心球的比饱和磁化强度是ZnFe2O4为磁芯得到的ZnFe2O4/TiO2空心球的20倍。以亚甲基蓝溶液为降解模型,考察了磁芯Fe3O4添加量对Fe3O4/TiO2空心球在紫外光下的催化降解能力。结果显示,Fe3O4的添加量对Fe3O4/TiO2空心球的光降解性能影响较小,且Fe3O4/TiO2空心球的紫外光降解能力均比纯TiO2空心球略低,但Fe3O4/TiO2空心球具有在外加磁场下易于回收的优势,具有潜在的应用前景。