自蔓延高温合成理论研究与进展(Ⅱ)

简要介绍了固体火焰现象的科学发现和发展。系统地阐述了ＳＨＳ的体系类型、燃烧方式、燃烧机理、燃烧热力学、燃烧理论与数学模型、结构宏观动力学、燃烧化学合成和高温下的化学反应动力学理论研究的历史与现状。简要介绍了相关实验方法及进展     

Ni的添加对TiB2-CU基复合材料微观组织的影响

利用燃烧合成工艺原位合成了TiB2-Cu基复合材料，为了改善TiB2陶瓷和Cu基体的润湿性，将金属Ni作为合金化元素加入到TiB2-Cu复合材料。通过XRD，SEM，EPMA和TEM等检测手段对金属Ni的添加对TiB2-Cu基复合材料微观组织的影响进行了研究。结果表明，含Ni复合材料的金属粘结相的面间距比不含Ni时Cu的面间距均有不同程度的减小；Ni加入后，TiB2-Cu-Ni复合材料的组织较TiB2-Cu复合材料更加致密，但陶瓷颗粒尺寸却大于TiB2-Cu复合材料的颗粒尺寸；Ni的加入降低了复合材料的导热率和冷却速度，使得部分TiB2陶瓷颗粒有足够的时间长成棒状，同时造成TiB2陶瓷颗粒间形成更多的烧结颈；Ni的加入也改善了陶瓷与金属粘结相之间的润湿性，使陶瓷相与金属粘结相的界面结合牢固，看不到TiB2-Cu复合材料中界面脱开的现象。金属Ni的添加有利于改善TiB2-Cu基复合材料的微观组织，进而利于复合材料的致密化。     

自蔓延高温合成技术研究动态

综述了俄、美、中、日等国自蔓延高温合成技术的最新研究动向。简要评述了其发展趋势和应用前景。     

TiAl合金的电子束蒸发行为

建立了TiAl合金蒸发和沉积数学模型，采用活度系数体现溶池中不同组元的相互作用，影响组元蒸发速率的因素主要有元素饱和蒸气压和活度系数，计算值与试验值符合良好。研究结果表明，TiAl合金可以采用底部连续进给单一水冷铜坩埚通过电子束物理气相沉积得到。     

基于超高温光谱的C/C材料烧蚀产物研究

用“星形”等离子发生器及国产的等离子体火炬进行了炭基复合材料烧蚀实验，采用实验中光谱检测对烧蚀产物进行了分析。经分析发现：在“星形”等离子发生器产生的3500K以下烧蚀环境的光谱中，产物以CO为主，而在国产的等离子体火炬产生的5500K以上烧蚀环境的光谱中，产物以CN、C2、C1和CO为主。光谱检测结果与热化学烧蚀计算的产物吻合得很好，验证了热化学计算的正确性。     

燃烧合成制备Si3N4-TiN-SiC陶瓷的显微结构

以TiSi2为反应原料,SiC作稀释剂,燃烧合成制备Si3N4-TiN-SiC陶瓷.利用燃烧波"淬熄"法使反应各个阶段的物相得以保留,通过X射线衍射及扫描电镜分析TiSi2在燃烧合成中的反应过程及显微组织转化.结果表明:完全反应后产物的主相为Si3N4,其余为TiN和SiC.在燃烧过程中,TiSi2首先受热熔化,包覆于SiC颗粒表面,随后与N2反应生成TiN和Si.Si在高热作用下发生熔化、汽化,液态Si与未反应的TiSi2互溶.生成的Si与氮气发生反应,形成Si3N4晶核,并不断长大.燃烧合成反应过程中,Si3N4晶须的生长十分复杂,由气-液-固机制、气-固机制及蒸发凝聚的气相生长机制共同作用.     

SAPMAC法蓝宝石单晶的生长、检测与超声震动加工

分析SAPMAC法生长大尺寸蓝宝石晶体的工艺技术,并对制备的晶体质量进行了检测与分析.研究结果表明:采用SAPMAC法生长的蓝宝石晶体结构完整,FHWM值很小,只有11arcsec;缺陷密度在102/cm2水平,纯度高于99.995%,常温下晶体在3～5μm波段红外透过率高于85%;用超声振动加工技术对大尺寸蓝宝石单晶进行加工,设计了专用金刚石磨削复合刀具,提高了加工效率.     

Macro-microscopic morphology and phase analysis of TiAl-based alloys sheet fabricated by EB-PVD method

TiAl-based alloys sheet with thickness of 0.3-0.4 mm as well as dimension of 150 mm×100 mm was fabricated successfully by using electron beam-physical vapor deposition（EB-PVD） method. The microscopic morphology and phase composition of specimens in various states were analyzed by atomic force microscope（AFM）, scanning electron microscope（SEM） and X-ray diffractometer（XRD）, respectively. The results indicate that the as-deposited TiAl-based alloys sheet has good surface quality and is composed of γ, α2 and r phase. There is natural delamination inside the sheet, of which the microstructure is columnar crystal, and the component shows a gradient change along the normal direction of substrate. After the vacuum hot pressing treatment and subsequent homogenization treatment, the columnar crystal transforms into the coarse fully lamellar microstructure, the delarnination phenomenon and τ phase disappear, α2 phase decreases obviously, and the composition tends to uniformization.     

大尺寸TiB2-Cu-Ni金属陶瓷块体的燃烧合成及准热等静压致密化

利用燃烧合成结合准热等静压 (PHIP)技术成功制备了直径为 2 40mm的大尺寸TiB2 Cu Ni金属陶瓷 ,对合成产物进行了X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM)和力学性能等实验研究。XRD结果表明反应产物中只有TiB2 和 (Cu ,Ni)两相。SEM分析发现增强相TiB2 陶瓷颗粒已经形成骨架状 ,其间为 (Cu ,Ni)基体相 ,TiB2 颗粒形貌为近等轴状 ,尺寸细小且较均匀。合成产物的致密度为 94.2 % ,弯曲强度和断裂韧性分别达到 5 99.4MPa和12 .5 6MPa·m1/ 2 。     

过烧YAG陶瓷晶界的分析

采用固相反应法用不同的烧结速率在1850℃烧结合成过烧钇铝石榴石（YAG）陶瓷，YAG陶瓷晶界形貌随烧结速率的变化而不同。高纯的毋Al2O3和Y2O3原料粉体经高能球磨在1400℃空气中煅烧，生成主相为YAG相的多相粉体化合物。真空烧结YAG陶瓷时烧结速率800℃／h并在1850℃真空烧结4h会使陶瓷中晶粒长大不充分，晶粒与晶粒之间仍保留明显的面接触，陶瓷内部残存大量直径约1μm的气孔，尺寸与可见光波长接近，对透过率的影响大，陶瓷成半透明；在以100~C／h升至1850℃真空烧结4h的YAG多晶陶瓷半透明化，陶瓷晶粒粗大，晶界宽化且保留熔融态凝固，用TEM及EDS确认晶界处存在毋α-Al2O3和钙钛型YAP共晶相。