机械振动对SHS陶瓷内衬复合管显微结构和力学性能的影响

通过在重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合管过程中施以不同振幅与振频的单自由度上下往复式机械振动 ,研究了机械振动对SHS铝热燃烧、陶瓷凝固及复合管组织性能的影响 .研究发现 ,机械振动并相应提高振频可以提高燃烧温度、燃烧速率和反应转化率 ,促进Al2 O3 Fe液相重力分离和陶瓷致密过程 ,并使陶瓷层的凝固组织发生改变 ;性能测试结果表明机械振动并相应提高振频可以提高复合管的各项力学性能指标和内衬陶瓷层的表面质量 .     

SHS陶瓷内衬复合管合成及陶瓷致密化技术

本文通过比较离心SHS技术和重力分离SHS技术的合成工艺 ,从理论上阐述合成SHS陶瓷内衬复合管所涉及的燃烧合成、液相分离和陶瓷凝固三个重要过程 ,并着重探讨了SHS陶瓷内衬复合管技术研究领域中陶瓷致密化问题 ,提出了提高SHS陶瓷内衬复合管质量的有效途径     

SHS陶瓷内衬复合管合成及陶瓷致密化技术

本文通过比较离心SHS技术和重力分离SHS技术的合成工艺，从理论上阐述合成SHS陶瓷内衬复合管所涉及的燃烧合成、液相分离和陶瓷凝固三个重要过程，并着重探讨了SHS陶瓷内衬复合管技术研究领域中陶瓷致密化问题，提出了提高SHS陶瓷内衬复合管质量的有效途径。     

SHS陶瓷内衬复合管接合界面结构及力学性能研究

基于重力分离自蔓延过程,Al-Fe2O3-CrO3-TiO2-C燃烧体系,制备出了一种新型的FeO-TiC-Al2O3-CrO陶瓷内衬钢管,其内衬陶瓷层厚度均匀、致密、表面光滑.研究表明,加入TiO2、Na2B4O7和石墨后,在陶瓷/金属结合界面形成了Ti、Fe元素的梯度分布,B离子在Al2O3熔体表面的富集,改善了界面结合处Al2O3陶瓷熔体与铁合金过渡层之间的浸润性;双层梯度结构提高了陶瓷/金属界面结合强度,使复合管具有良好的力学性能.     

重力分离SHS陶瓷内衬复合管界面现象

利用自蔓延高温合成-重力分离法制备了陶瓷内衬20碳钢、Cr25Ni20耐热钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢高炉煤粉喷吹复合管。对其界面现象的研究表明,金属/陶瓷间的结合主要表现为机械结合。其中,在不锈钢复合管中除有更强的机械锚固效应外,还兼以由Ti元素扩散而形成的溶解和浸润结合迹象。各复合管经使用后,碳钢、耐热钢复合管界面仍表现为机械结合,而在不锈钢复合管中,钢基中Ti元素和煤粉中C元素在界面区富集,陶瓷/金属间过渡区加宽,且陶瓷一侧组织中出现TiC新相,使其结合方式逐渐向扩散结合过渡,并呈现部分反应结合迹象。      

重力分离SHS内衬陶瓷涂层合成机理及添加剂行为

在采用SHS铝热 -重力分离技术制备陶瓷内衬复合管的基础上 ,研究了陶瓷涂层的合成机理及相应添加剂在合成过程中的行为 .研究得出 ,重力分离SHS合成过程经历燃烧合成、液相分离和陶瓷凝固三个基本过程 ,陶瓷层致密化贯穿于三个过程之中 ;SiO2 、CrO3 及NaF添加剂通过对三个过程的影响进而影响内衬陶瓷涂层与复合管的各项性能 .研究表明 ,在铝热剂为Al+Fe2 O3 +2 %SiO2 + 6%CrO3 + 1 %NaF条件下 ,内衬陶瓷涂层及复合管具有良好的综合性能 .     

陶瓷内衬复合管金属/陶瓷SHS瞬间液相连接

基于重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合管,采用CrO3 TiO2 C Al NiO燃烧体系合成出具有钢基体、中间过渡合金与内衬陶瓷三层结构的复合管,内衬陶瓷中α-Al2O3以树枝晶沿径向向心分布,（Al2O3 Ti2O3）共晶两相形成枝晶晶界且沿径向存在着成分偏析,中间过渡合金是以Fe-Cr-Ni-Al-Ti及基且富T 泊碳化钛颗粒呈梯度分布而构成,与钢基体形成冶金熔合,并与内衬陶瓷通过碳化物的桥接作用及与因重力分离不完全而残留于陶瓷上的Cr-Ni-Ti合金相连接,实现金属／陶瓷间SHS间液相连接（SHS－TLPB）。     

CuO对重力分离SHS陶瓷内衬复合管组织的影响

采用重力分离自蔓延高温合成法(Self-propagating High-temperature Synthesis,简称SHS)法,以(Al-Fe2O3-CuO) SiO2复合铝热体系为铝热剂,制备了陶瓷内衬复合管.分析了添加剂CuO对陶瓷层组织的影响.XRD分析表明.陶瓷层主晶相为α-Al2O3、FeAl2O4、Al2SiO5,复合管的中间金属层由α相(Cu在α-Fe中的固溶体)和Cu相组成.CuO作为助燃剂,可提高燃烧速度和燃烧温度并减少陶瓷中FeAl2O4的含量.     

SHS复合管内衬陶瓷层残余应力分析

经陶瓷材料弹性力学计算,发现分布于陶瓷层中的压应力场强度取决于钢管与陶瓷层的结合强度及陶瓷层壁厚,而分布于陶瓷层中的热应力场强度主要取决于陶瓷层冷却过程中的温度梯度与陶瓷层壁厚.     

添加剂对煤粉喷枪SHS陶瓷内衬组织和性能的影响

采用重力分离SHS法制备了陶瓷内衬煤粉喷枪枪管，试验得出，陶瓷层主要由构成枝晶的αAl2O3基体相和分布于其间的FeO·Al2O3尖晶相所组成，SiO2主要以石英相结构存在于枝晶晶界上；在反应物料中加入适量的SiO2和Cr2O3均可有效地提高内衬陶瓷层的相对密度；SiO2将使陶瓷层的硬度和复合钢管的抗压剪强度降低，Cr2O3却使二者均有所回升；在内衬陶瓷层中分布着径向裂纹和网状裂纹，加入SiO2将减少裂纹密度，Cr2O3却使裂纹密度增加。     

振动挤出对HDPE力学性能及凝聚态结构的影响

利用自行研制的新型液压振动挤出装置研究了振动挤出对HDPE力学性能和凝聚态结构的影响,研究表明,HDPE熔体在振动场作用下纵横向强度都得到提高,振动场使HDPE 6100M振动挤出试样的分子链产生取向,并使晶粒得到细化,试样内部结晶尺寸更为均一,结晶度提高。     

含有流动液体的复合材料管道的振动

本文讨论了含有流动液体与复合材料管道的耦合振动问题,其方法是引入位移函数,将文献[1]中关于考虑沿厚度方向的剪切变形及转动惯量的正交各向异性园柱层壳的五个微分方程式转化成一个微分方程式,在此基础上,借助于文献[2]中动水压力公式,研究了无限长度复合材料管道在平均流速为U时的振动问题,作了数值计算,得到了一些有意义的结果。     

龟壳的力学性能与显微结构初探

以龟壳为对象,对其力学性能和显微结构进行了研究。不同的取样部位和加载方式,对抗弯强度有很大影响。抗弯强度最大值为165.1MPa,断裂韧性高达36.4MPa√m,龟壳由密质层和松质层组成。密质层的基本结构单元是Havevsian系统,在Havevsian系统的中央为Volkmann管,棒状羟磷灰石晶体沿Volkmann定向分布。而在松质层,长径比较大的棒状晶体聚集成束,呈无规则分布。棒状晶之间均由有机质膜相连。龟壳基板之间的接缝处,则是由大块片状羟磷灰石晶体组成,结构松散。      

氧化铁粉末化学组成对合成SHS复合弯管内衬陶瓷的影响

基于重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合弯管 ,研究了氧化铁粉末化学组成对SHS复合弯管内衬陶瓷的影响 .研究发现在铝热剂相同质量分数条件下 ,存在于工业原料Fe2 O3 粉末的杂质比SiO2 添加剂对燃烧过程的稀释效应更为强烈 .在工业原料Fe2 O3 +Al体系中加入适量的Fe3 O4+Al体系 ,使燃烧温度、蔓延速率及SHS反应转化率均有所升高 ;但加入过量的Fe3 O4+Al体系 ,虽然使蔓延速率进一步增大 ,但却引起燃烧温度和SHS反应转化率有所下降 .实验表明 ,在工业原料Fe2 O3 +Al体系中加入 1 5 %的Fe3 O4+Al体系 ,使复合弯管内衬陶瓷性能达到并超过用分析纯Fe2 O3+Al体系所制备的复合弯管内衬陶瓷性能 .     

Mullite(W)/TZP陶瓷复合材料的显微结构与力学性能

研究了 mullite(w) 含量对 mullite(w)/TZP 复合材料显微结构和力学性能的影响。结果表明,当mullite(w)含量大于15 v.-%,热压温度超过1600℃时复合材料将开裂;原因是 Y_2O_3从 TZP 中脱溶进入玻璃相。mullite(W)含量在5-20 V.-%时,室温力学性能与基质 TZP 大致相同:σ_f=1200MPa,K_(IC)=12MPa2~(1/m);而1000℃时复合材料抗弯强度为360-430MPa,是基质 TZP 的1.8-2.1倍。