TiB2的自蔓延高温合成过程研究

研究了原料组成、稀释剂含量和颗粒尺寸、性质等对ＴｉＢ２的自蔓延高温合成过程的影响。随着原料颗粒尺寸的增大，燃烧温度和燃烧波速度都减小；随着稀释剂含量的增加，燃烧温度、燃烧波速度和合成样品孔隙率都呈递减趋势，最终出现不稳定燃烧波，在垂直蔓延波方向形成穿透样品的片状裂纹，以燃烧温度３０５０Ｋ为分界点，在高燃烧温度区和低燃烧温度区里，过程激活能分别为１４０ｋｊ／ｍｏｌ和３５５ＫＪ／ｍｏｎ，预示着不同的反     

二硼化钛基金属陶瓷研究进展

二硼化钛(TiB2)因其优良的综合性能引起了广泛的关注.但是由于难以获得完全致密的二硼化钛陶瓷,其广泛应用受到限制.金属基体增强是改善和提高二硼化钛性能的有效途径.本文从金属体系的选择以及制备方法与致密化技术的改进简述了二硼化钛基金属陶瓷的研究进展,并提出了在二硼化钛基金属陶瓷制备过程中需要注意的一些问题.     

自蔓延法生产二硼化钛的酸洗过程研究

论述了二硼化钛酸洗过程中的化学反应,针对自蔓延法生产的二硼化钛在酸中的腐蚀行为,得到了一个较为合理的酸洗方案。粒度很细的二硼化钛粉末在盐酸中的腐蚀机理主要是当将纯二硼化钛与酸反应时,生成了二价钛离子,二价钛被水氧化,生成氢气和三价钛,在适当条件下,可以生成四价钛,并水解生成了二氧化钛水合物,从而使二硼化钛的纯度降低。     

自蔓延高温合成/快速加压法制备(TiB2+Fe)/Fe梯度材料

通过对不同Fe含量的Ti B Fe体系绝热曙度计算了试样温度有限元计算，确定了（TiB2 Fe)/Fe梯度材料各层合理的厚度，并采用SHS／QP技术制备了（TiB2 Fe)/Fe梯度材料。电子探针分析表明（TiB2 Fe)/Fe梯度试样中各层间没有了明显的界面，沿厚度方向由富陶瓷相向富金属相连续转变。背散射电子像分析表明从富陶瓷侧到富金属侧，材料的显微结构也是梯度变化的。SEM分析表明，从富陶瓷层到富金属层，TiB2晶粒减小。     

TiB/Ti基金属陶瓷的自蔓延高温合成与耐磨性研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压技术制备了TiB/Ti基金属陶瓷，采用环块接触形式进行材料的耐磨试验，研究了TiB/Ti基金属陶瓷材料的微观组织和相结构，重点探讨了它的磨损特性和磨损机制，结果表明：TiB/Ti基金属陶瓷具有优良的耐磨性，在干摩擦条件下，载荷为4kg，磨损时间为2h时，材料几乎没有质量损失，其磨损机制主要为粘着磨损，磨粒磨损和硬质相剥落。     

自蔓延高温还原合成法制备TiB2陶瓷粉末

采用自蔓延高温合成法（ＳＨＳ）以Ｂ２Ｏ３，ＴｉＯ２，Ｍｇ为原料，制备ＴｉＢ２陶瓷粉料。研究了Ｂ２Ｏ３－ＴｉＯ２－Ｍｇ（摩尔比为１：１：５）合成系统在加热过程中的物理化学变化规律和ＴｉＢ２粉末的显微结构特征。结果表明：加热过程中合成系统有预反应，它是由于少量Ｂ２Ｏ３原造成的；掺加稀释剂对合成材料的显微结构有较的影响并进而影响ＭｇＯ的化学清洗，微观分析表明，与元素合成的ＴｉＢ２相比，ＳＨＳ还原合成的Ｔ     

Zr-B2O3-Mg体系自蔓延高温合成ZrB2陶瓷粉末

采用自蔓延高温合成(self-propagating high-temperature synthesis,SHS)技术研究了Zr-B2O3-Mg体系反应原料的不同粒度和掺量对反应产物的影响规律,并制备了ZrB2陶瓷粉末。用XRD对材料的相组成进行了分析;精确的相组成由化学分析测定;燃烧温度由SHS研究装置测量;材料的显微结构由SEM观察。XRD分析和燃烧温度曲线表明：50μmZr粉和Mg过量15％(摩尔分数)的反应体系是最理想的反应体系。SEM分析表明;SHS产物晶粒粒径为2～5gm左右．而酸洗产物晶粒粒径为0．5～2μm左右。化学分析表明：酸洗产物中含有ZrB2(94．59％,质量分数,下同),ZrO2(3．87％),H3BO3(1．54％)。     

自蔓延高温合成细晶六硼化钙陶瓷粉末(英文)

基于Mg–B2O3–CaO原料体系,采用自蔓延高温合成(self-propagating high-temperature synthesis,SHS)和后期酸处理工艺,制备出高纯度、均匀分布、小粒径的立方晶型细晶六硼化钙粉末。分析了Mg–B2O3–CaO自蔓延高温反应体系的燃烧产物成分及反应机理,测量了不同SHS反应物原始坯体成型压力的燃烧温度曲线,探讨了不同镁掺量和不同气氛对燃烧产物成分和形貌的影响。研究了原始坯体成型压力与最终CaB6产物粒径的关系。结果表明:采用氩气保护能抑制镁挥发;合适的原始坯体压力有利于合成分布均匀的细晶CaB6粉末。     

Zr-B体系自蔓延高温合成ZrB2陶瓷粉末

采用自蔓延高温合成(self-propagating high-temperature synthesis,SHS)技术制备了ZrB2陶瓷粉末,研究了Zr-B体系中Zr粉粒度对SHS反应的影响规律。采用XRD分析粉末的相组成,用SEM观察粉末的显微结构。研究结果表明：Zr粉粒度各为150,50,38μm的体系SHS产物均为单相的ZrB2粉末,粒度为50μm的Zr粉体系SHS产物中ZrB2含量为98．95％;38μm和50μmZr粉体系燃烧速率分别为最大和最小;150μm和50μmZr粉体系燃烧温度分别是最高和最低。SEM分析表明：SHS产物颗粒基本上为圆形或椭圆形的晶粒,颗粒尺寸也比较均匀,粒径大约在1～5μm左右。     

陶瓷色料的自蔓延高温合成新工艺

本文综述了陶瓷色料自蔓延高温合成新工艺的原理、优点及前景 ,同时论述了色料自蔓延高温合成的影响因素。     

TiB2系金属陶瓷的SHS—QP制备

从理论和试验上对ＴｉＢ２－ｘＦｅ复合体系的ＳＨＳ过程参数进行分析。计算得到ＴｉＢ２－４０％Ｆｅ（以摩尔计）的ＳＨＳ过程激活能为３９９ｋＪ／ｍｏｌ，接近Ｔｉ＋２Ｂ在燃烧温度区域的反应过程激活能，预示着一种扩散控制机理。进行了ＳＨＳ－ＱＰ技术制备密实金属陶瓷的研究，包括加压延迟、压力延续和压力大小等参数对产品密实度的影响。通过优化和控制有关参数，制备出了良好力学性能的金属陶瓷，为金属陶瓷的制备提供了新     

自蔓延高温合成新型碳化钛磨料

采用自蔓延高温合成技术制备碳化钛磨料。考察了合成过程中钛粉粒度、Ｃ 与Ｔｉ 摩尔比率、稀释剂添加量、初始样品密度对燃烧温度、燃烧速率及产物化学组成的影响,测试和比较了碳化钛和其他磨料的研磨性能,并通过ＳＥＭ 分析了碳化钛、金刚石颗粒及相应被磨工件的表面形貌。结果表明：碳化钛的研磨能力可与人造金刚石相媲美,大大超过氧化铝、碳化硼和碳化硅。而碳化钛的高研磨能力是由颗粒的强切削力所致,人造金刚石则由颗粒的高硬度所致。     

自蔓延高温合成Ti3AlC2 和Ti2AlC及其反应机理研究

以Ti,Al和C的粉体混合物为原料，在纯氩气气氛，25MPa压力，1600℃保温4h条件下，自蔓延高温合成了Ti3AlC2和Ti2AlCT，利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜（SEM）等手段对反应产物进行了研究，提出了自蔓延高温合成Ti3AlC2和Ti2AlC应具备的条件，并探讨了Ti，Al和C自蔓延高温合成Ti3AlC2和Ti2AlC的反应机理，结果表明，Ti3AlC2和Ti2AlC能够由Ti,Al和C元素经高温自蔓延合成反应来制备，其制备的必要条件是需要极快的加热速率以防止铝熔化并且改变钛的转移路线，Ti3AlC和Ti2AlC综合了金属材料和陶瓷材料的优点，成功的应用自蔓延高温方法合成Ti2AlC2和TiAlC必将成为该类材料纯块体的合成和制备提供好的原料，从而这类材料的实际应用将起到极大的推动作用。     

燃烧反应加压法制备细晶氧化铝陶瓷的致密化机理

采用燃烧反应加压法制备了致密的细晶氧化铝陶瓷。用透射电镜和场发射扫描电镜观察了致密样品,研究了快速升温条件下晶粒尺寸和致密度随烧结时间的变化规律。基于对氧化铝陶瓷致密化过程中晶粒生长动力学及结构形成过程的分析,探讨了燃烧反应加机械压力法制备细晶氧化铝的致密化机理。结果表明:烧结时间在2min以内的时,氧化铝晶粒尺寸没有明显变化,由表面扩散导致的晶粒颈部生长可以忽略。晶粒长大的抑制是由快速的升温速率以及短的烧结时间控制。样品中通过基面位错的滑移和攀移过程在(1120)面上生成具有Burgers矢量为1/3[1010]的层错,致密化过程为晶粒的高温塑性流动及晶界滑移共同作用结果。     

自蔓延高温技术制备ZrC粉体(英文)

采用自蔓延高温合成(self-propagating high-temperature synthesis,SHS)技术,以 Zr+C 为反应体系合成了 ZrC 粉末。研究了实验参数对 SHS过程中点火电流、燃烧温度的影响。采用了 3 种碳源,研究了其对最终产物形貌及化学组成的影响。通过添加不同含量的 NaCl 作为 SHS 稀释剂,控制产物粒径及形貌。结果表明:炭黑是高温自蔓延法制备 ZrC 粉体的最佳碳源。由该体系制备的 ZrC 粉末粒径在 0.5～1 μm之间,氧含量为 0.38%。随稀释剂 NaCl 含量增加,体系燃烧温度降低,产物粒径减小。当 NaCl 含量为 30% (质量分数)时,体系燃烧温度下降至 1 810 K,产物 ZrC 粉末的粒径减小至 50 nm。     

预热自蔓延合成SiC粉末机理的研究

对预热ＳＨＳ法合成ＳｉＣ粉末所需的最低预热温度及产物粒度与反应物原始粒度的关系等进行了研究．发现合成的ＳｉＣ粉末的粒度与Ｓｉ粉粒度无关,在此基础上对ＳｉＣ的形成机制进行了探讨．在通氮气情况下,预热ＳＨＳ－ＳｉＣ反应中有一个β－Ｓｉ３Ｎ４的生成过程,但生成的β－Ｓｉ３Ｎ４在反应的高温下又很快分解     

TiC－Al_2O_3复合材料的自蔓延高温合成和致密化

以ＴｉＯ＿２，Ａｌ和Ｃ三种粉末为原料，采用自蔓延高温合成和加压的方法制备了ＴｉＣ－Ａｌ＿２Ｏ＿３复合材料。在１ＧＰａ压力下，可使样品达到理论密度的９５％。对未反应样品燃烧前在真空状态下预热脱气，则密度可达９８％。为避免样品开裂，必须控制冷却速度。对合成产品进行了Ｘ射线分析，表明从ＴｉＯ＿２，Ａｌ，和Ｃ三种粉末原料制备密实的ＴｉＣ－Ａｌ＿２Ｏ＿３复合材料是可能的。     

热压烧结TiB2-ZrB2固溶复合陶瓷的结构研究

以ZrB2作为掺加剂，通过热压烧结制备了TiB2-ZrB2固溶复合陶瓷。采用X射线衍射分析对材料的相组成，晶格常数和晶体结构进行了分析，材料的显微结构分别由EPMA，SEM和TEM测定。研究结果表明，随着ZrB2掺入量的增大，固溶产物的晶格常数会相应增加，当ZrB2的掺加量为8％（摩尔分数）时，产物的晶格常数出现极大值；ZrB2可以与TiB2形成部分固溶的固溶体，在复合材料中存在富Ti和富Zr的两种硼化物；由于固溶反应在界面上进行，有效地降低了烧结过程中的晶界移动速度，从而使材料的大晶粒细化。