自蔓延高温合成的理论与研究方法

本文综述了自蔓延高温合成燃烧波的特征，燃烧速度和转化率的方程，各种ＳＨＳ图式的边界据，影响自蔓延高温合成的主要动力学因素，以及基本的实验方法。     

自蔓延高温合成的理论与研究方法

本文综述了自蔓延高温合成燃烧波的结构和特征，燃烧速度和转化率的方程，各种ＳＨＳ图式的边界判据，影响自蔓延高温合成的主要动力学因素，以及基本的实验方法     

Fe-Ti-C系燃烧合成反应的热力学分析

利用相图计算技术（ＣＡＬＰＨＡＤ）对Ｆｅ－Ｔｉ－Ｃ燃烧合成反应体系进行热力学分析,着重研究Ｆｅ含量和Ｃ／Ｔｉ原子比对体系绝热燃烧温度Ｔ_ａｄ和平衡相组成的影响．研究结果表明,Ｆｅ含量对 Ｆｅ－Ｔｉ－Ｃ三元系的平衡相组成影响不大,但对绝热燃烧温度的影响非常大．当保持Ｃ／Ｔｉ原子比接近１．０时,不管Ｆｅ含量如何变化;在２９８Ｋ下均会得到理想的平衡相组织ＴｉＣ＋Ｆｅ 随Ｆｅ含量增加,体系的绝热燃烧温度大致呈线性降低．Ｆｅ－Ｔｉ－Ｃ体系发生ＳＨＳ反应的热力学条件之一（Ｔ_ａｄ＞１８００Ｋ）是Ｆｅ＜５５ｗｔ％．而 Ｃ／Ｔｉ原子比对绝热燃烧温度的影响比较小,但对平衡相组成影响非常大,主要表现在两个方面：①石墨相的析出温度不同．随Ｃ／Ｔｉ原子比降低,析出温度也随之降低．②在各温区石墨相的含量不同．当 Ｃ／Ｔｉ在１．０～１．４变化时,石墨相含量在低温区由１％提高到１６％．     

自蔓延高温合成的研究进展

概述了自蔓延高温合成技术的概念,起源和发展,分析了前苏联,美,日和我国的研究状况,论述了自蔓延高温合成技术及其发展方向。     

聚苯硫醚合成反应的动力学研究

以脱水硫化钠和对二氯苯为单体，在六甲基磷酰三胺溶剂中常压下研究了聚苯硫醚合成的反应动力学。结果表明，该聚合反应符合二级反应动力学规律，在１８２、１９２、２０２和２１２℃条件下的聚合反应速率常数分别为１．７５×１０~（－４）、３．０２×１０~（－４）、５．５６×１０~（－４）和１．３１×１０~（－３）ｋｇ／ｍｏｌ·ｓ，反应的活化能为１２３ｋＪ／ｍｏｌ。     

稀土发光材料燃烧合成的研究进展

在对稀土发光材料各主要合成方法进行了简单对比的基础上,介绍了燃烧合成技术及其快速、节能、操作简便等特点,介绍了燃烧合成技术在稀土发光材料合成中的应用现状及存在的主要问题,并展望了今后的发展前景.     

采用SHS/QP技术制备TiC-xNi金属陶瓷——I.燃烧合成过程研究

SHS/QP技术是一种新的材料制备方法。本文分析了组成、稀释剂等对TiC-xNi体系的SHS过程和结构的影响。TiC-20mol%Ni的SHS过程激活能为166kJ/mol,预示着其反应过程为溶解-析晶机理控制。采用CFQ法,分析了TiC-20mol%Ni在SHS过程中结构形成的机理      

燃烧合成AlN/ Y2O3陶瓷及致密化机理分析

采用ＳＨＳ工艺,在１００ＭＰａ的高压氮气下,制备了具有较高致密度的ＡｌＮ／Ｙ２Ｏ３陶瓷,结果显示,Ａｌ－Ｎ２－Ｙ２Ｏ３体系的ＳＨＳ过程中,当反应温度升至１７６０Ｃ时,Ｙ２Ｏ３与Ａｌ２Ｏ３形成共晶液相Ｙ３ＡＩ３Ｏ１２,发生液相烧结。随着Ｙ２Ｏ３含量的增加,上烧结作用增强２,产物致密度显著提高,抗弯强度及断裂韧性。Ａｌ－Ｎ２－Ｙ２Ｏ３主要发生在燃烧波蔓延方向,具有明显的方向性。     

燃烧反应合成Al-Cu基吸声材料

使用以Al粉、Cu粉混合,添加NaCl或无水K_2CO_3的混合配比,并采用燃烧反应合成的方法制备了规则的、具有良好吸声性能的开孔Al-Cu吸声材料.采用扫面电镜及X射线衍射对样品进行表征,并使用驻波管法测其吸声系数.实验结果表明:随着NaCl或无水K_2CO_3含量的增加, Al-Cu吸声材料的孔隙率及吸声系数随之增加;造孔剂为无水K_2CO_3的Al-Cu吸声材料,其吸声性能高于造孔剂为NaCl的;在反应过程中,没有Al、Cu单质残留,完全形成了Al-Cu金属间化合物.超声清洗后NaCl、无水K_2CO_3 均充分溶解.     

热爆反应合成钒铝碳材料

以V、Al和C粉体为原料,采用热爆合成技术制备V2AlC材料,并对V-Al-C体系进行了热力学分析,利用X射线衍射和扫描电镜对合成产物进行了相组成和产物形貌分析,探讨了热爆反应合成V2AlC材料的反应机制。结果表明,V-Al-C体系的绝热燃烧温度达2767K;2V/Al/C粉体热爆合成产物的主相为V2AlC,并含有少量的VCx和AlV3;原料中添加过量的Al,可消除AlV3副产物,并显著地促进V2AlC反应合成;2V/1.3Al/C热爆产物中V2AlC呈片状和板条状两种晶体形貌,长度大约为10μm;热爆反应合成V2AlC的机制为VC与V-Al共晶液相反应合成V2AlC。     

羟基含量对全氧燃烧浮法玻璃结构弛豫的影响

采用红外光谱法和动态热机械分析(DMA)法研究了羟基含量对全氧燃烧浮法玻璃结构弛豫的影响。在540℃以上发现了类似于金属玻璃的α弛豫现象。通过Arrhenius方程拟合得出,气氛比(H_2O与CO_2气体体积比)为2∶1的全氧燃烧浮法玻璃、气氛比为1∶1的全氧燃烧浮法玻璃和空气助燃浮法玻璃的激活能分别为4.74eV、5.82eV和7.50eV。由组态熵模型拟合的全氧燃烧浮法玻璃的组态熵值高于空气助燃浮法玻璃,且气氛比为2∶1的全氧燃烧浮法玻璃的组态熵值高于气氛比为1∶1的全氧燃烧浮法玻璃,说明全氧燃烧浮法玻璃的内部结构相比空气助燃浮法玻璃更加无序,而增加全氧燃烧熔窑内的水含量使全氧燃烧浮法玻璃的内部结构更无序,这也印证了羟基含量会对全氧燃烧浮法玻璃的结构弛豫造成一定的影响。     

燃烧合成中的有机物

对燃烧合成中的有机物及其作用机制进行了总结和论述。介绍了有机物的低温氧化特征——冷火焰及其应用前景。     

场激活加压燃烧合成碳化钨

采用不同钨碳摩尔比例,即W 1.0C、W 1.1C、W 1.2C和W 1.3C,利用场激活加压燃烧合成技术制备了碳化钨材料,测量了合成反应前后样品的收缩百分比,研究了温度、反应物组成和不同碳源对产物组成、密度和维氏硬度的影响,结果表明,最终产物的相对密度在81.1%和89.9%之间,样品的维氏硬度介于423和731kg·mm-2之间.     

锌硼玻璃掺杂低压ZnO压敏电阻电性能及晶粒生长动力学研究

研究了锌硼玻璃掺杂量对低压ZnO压敏电阻微观结构和电性能的影响.结果表明,当掺杂量x=0.1wt%时,可以得到较好综合性能的ZnO压敏电阻:E1mA=36.7V/mm,α=30.4,IL=0.1μA.并应用晶粒生长动力学唯象理论研究了锌硼玻璃掺杂低压ZnO压敏电阻的晶粒生长规律,探讨了锌硼玻璃掺杂对低压ZnO压敏陶瓷晶粒生长的作用机理.当烧结温度T≤1000℃时,其晶粒生长动力学指数n≈4.54,激活能Q≈316.5kJ/mol,这是由于未熔融的锌硼玻璃通过颗粒阻滞机理阻碍了ZnO压敏陶瓷晶粒的生长;而当T1000℃时,其晶粒生长动力学指数n≈2.92,激活能Q=187kJ/mol,这是由于熔融的锌硼玻璃通过液相烧结机理促进了晶粒的生长.     

PTFE促发TiC陶瓷粉体低温固相合成研究

在Ti-C体系中引入PTFE(聚四氟乙烯树脂)作为反应促进剂, 实现了TiC粉体的低温固相合成。分别利用热分析仪、X-射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜, 测定了体系的反应温度, 表征了生成物的物相和微观形貌, 并对其反应过程和反应机理进行了分析。结果表明: 当添加3wt% PTFE时, 能够在530℃通过燃烧合成制备平均粒径小于100 nm的TiC陶瓷粉体, 接近于利用Scherrer 公式取XRD最强衍射峰计算出的平均晶粒尺寸81 nm, 可以推测所合成的TiC颗粒为单晶颗粒。燃烧合成过程分为两个步骤: 首先, 在低温下PTFE和Ti发生反应并释放出大量的热; 然后, 诱发Ti和C的固相反应生成TiC。     

Al-TiO2-C-Ti-Fe体系的燃烧模式研究

采用与计算机相连的快速图像采集系统对Al-TiO2-C-Ti-Fe体系的燃烧模式进行研究。结果表明，燃烧波蔓延模式随着Fe含量的增中即绝热温度的降低，由稳定的平面燃烧逐渐转化为非稳定的多点波动燃烧，然而随着Fe含量进一步增加，燃烧模式又转化为稳定的平面燃烧。     

燃烧合成法制备NdB6超细粉体及反应机理

以B₂O₃、Nd₂O₃和Mg为原料, 采用燃烧合成法制备出NdB₆超细粉体。考察了反应气氛、制样压力和物料配比对反应产物微观形貌和物相的影响。采用XRD、SEM对产物进行了表征, 结果表明: 燃烧产物由NdB₆、MgO以及少量Mg₃B₂O₆和Nd₂B₂O₆组成, 稀硫酸处理去除可溶性成分后, 产物为单一的NdB₆相, 纯度为99.1%。随着制样压力的增大, NdB₆颗粒尺寸逐渐变小。制样压力为20 MPa时, 制备的NdB₆粉末平均粒度小于500 nm。Mg-B₂O₃-Nd₂O₃三相反应历程: 首先Mg还原Nd₂O₃生成单质Nd和MgO, 然后引发Mg还原B₂O₃生成单质B和MgO, 同时生成的Nd和B反应得到NdB₆, 反应的表观活化能为691.59 kJ/mol, 反应级数为3.2。     

Characteristics of Hydrogen Storage Alloy Mg2Ni Produced by Hydriding Combustion Synthesis

A high activity and large capacity of hydrogen storage alloy Mg2Ni by hydriding combustion synthesis was investigatedby means of pressure composition isotherms, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results showedthat the maximum hydrogen absorption capacity of Mg2Ni is 3.25 mass fraction at 523 K, just after synthesis withoutany activation. The relationships between the equilibrium plateau pressure and the temperature for Mg2Ni were lgp(0.1 Mpa)=3026/T 5.814 (523 K≤ T ≤623 K) for hydriding and Igp (0.1 Mpa)=-3613/T 6.715 (523 K≤T ≤623 K) for dehydriding. The kinetic equation is [-ln(1 - α)]3/2 = kt and the apparent activation energy for thenucleation and growth-controlled hydrogen absorption and desorption were determined to be 64.3±2.31 kJ/(mol.H2)and 59.9±2.99 kJ/(moI.H2) respectively.     

纳米ZnO的燃烧法制备和光谱特性

首次以硝酸锌和甘氨酸为原料,用燃烧合成法制备了纳米ZnO粉体。对材料进行了电镜和比表面积的测量,结果显示,产物粒径分布均匀,约为20nm。在阴极射线激发下,样品有较强的发光。研究发现,燃料与氧化剂的比例的变化将导致材料在发光峰位置及其相对强度上的明显差异,对此现象给出了合理的解释。