攀钢尾矿原位合成TiCN／Fe3Si复合材料

以攀钢选钛尾矿为主要原料，尝试采用碳热还原氮化法合成TiCN／Fe3Si复合材料。为探明复杂体系过程反应机理，对体系中可能发生的高温反应进行了热力学分析，并采用XRD和SEM对合成产物进行表征。计算结果表明，1500℃下产物主晶相为TiCO3N0.7和Fe3Si，其中，TiC0.3N0.7颗粒大多呈弥散分布，平均尺寸约为5μm。     

电场作用下Fe含量对Fe-Ti-C体系低温燃烧合成的影响

采用Gleeble-15001)热模拟机，对电场作用下Fe含量对Fe-Ti-C体系低温燃烧合成过程和产物显微结构特征的影响进行了研究。结果表明：在电场和大热流密度作用下，体系的点火温度可以大幅降低；Fe含量越高，其对体系低温燃烧合成过程的影响越大。随Fe含量增加，体系点火温度升高，点火延迟时间缩短，所达到的最高温度也升高；与高温燃烧合成类似，低温燃烧合成的产物由TiC，Fe，少量Fe2Ti组成；当Fe含量为45％时(质量百分数，下同)，产物中的TiC量最多，且颗粒细小。     

原位合成TiC颗粒增强铁基复合材料热、动力学的研究

采用铸渗复合原位反应技术制备TiC颗粒增强铁基复合材料,用SEM、XRD对复合材料的显微组织和物相组成进行观察分析,应用热、动力学原理对原位合成TiC的热、动力学过程进行了分析.热力学计算结果表明,在1138℃热处理能够原位合成TiC,体系中TiC优先于Fe3C和Fe2Ti形成,且在热力学上比Fe3C和Fe2Ti稳定.动力学分析结果表明,Ti-C反应受动力学过程控制,C的扩散是反应的控制步骤.     

闪速燃烧合成β-Si3N4

利用闪速燃烧合成技术,在0.2 MPa的氮气压力与1550℃的燃烧温度条件下,采用≤88 μm粒度的高纯Si细粉制备了细蜂窝状疏松块体Si3N4.X射线衍射分析表明,这种Si3N4主要为高温型β-Si3N4相,并含有一定量的Si2N2O相.热力学分析表明在0.1 MPa常氮气压下,可以闪速燃烧合成Si3N4;由于体系中有一定的氧分压,产物中有一定量的Si2N2O生成.通过实验和分析,认为闪速燃烧合成技术是燃烧合成Si3N4的理想的工艺技术.     

无压烧结反应合成片状TiC晶粒

采用3TiC/Si/0.2A1粉体为原料,通过无压烧结反应合成了片状TiC晶粒.采用XRD、SEM和EDS对试样的物相组成、微观形貌和微区成分进行分析.结果表明,在1100～1200℃、保温2h,原料反应合成了主相Ti3SiC2,同时含有少量TiC、SiC相;当温度为1300℃时,Ti3SiC2开始明显分解;当温度升至1350℃时,试样中Ti3SiC2完全分解,产物主要由TiC相和少量SiC组成;六方TiC晶粒边长5μm.     

KNO3对FeSiAl软磁合金空心微珠制备及低频吸波性能的影响

为了获得轻质、低频、高效吸波剂,本文采用自反应淬熄法,分别以Fe+Si+Al、Fe+Si+Al+KNO3为反应体系制备了FeSiAl软磁合金空心微珠,通过SEM、XRD、矢网分析仪等手段研究了KNO3对其密度、形貌、相组成和低频吸波性能的影响。结果表明,未加KNO3时,反应难以进行,淬熄产物由球形颗粒、类球形颗粒、不规则颗粒和片状颗粒组成,物相主要为Fe、Si、Al及部分Fe0.9Si0.1,未生成FeSiAl合金,基本无吸波性能;添加KNO3后,反应体系的淬熄产物主要为空心微珠,粒径分布均匀,物相由Fe3Si0.5Al0.5、Fe3Si0.7Al0.3、Fe0.9Si0.1和Fe组成,获得了FeSiAl合金,在5 mm厚度条件下,吸波试样最低反射率达-22.1 dB,吸收峰值对应频率为7.0 GHz,低于-10 dB的有效吸收频带为5.3-8.5 GHz,带宽达3.2 GHz。KNO3分解反应所产生的高放热量和大量气体是促使反应温度升高、反应产物熔融、目标产物形成、成球率和空心率提高及低频吸波性能显著改善的根本原因。和机械合金化法制备的片状FeSiAl软磁合金相比,自反应淬熄法制备的FeSiAl空心微珠的低频吸波频带有效拓宽,同时材料的密度降低了38 %,有效实现了新型低频吸波料“薄、宽、轻、强”的特点。     

原位热压合成Ti3 AlC2 陶瓷

分别用3Ti-Al-2C和2TiC-Ti-Al粉用原位热压技术制备Ti3AlC2陶瓷.采用XRD、DTA、SEM等测试手段研究其物相组成、反应过程及显微结构.结果表明:1300 ℃下3Ti-Al-2C体系的合成产物为层状Ti3AlC2、TiC和Al2O3相,1500 ℃下2TiC-Ti-Al体系的合成产物基本为层状Ti3AlC2相,纯度较高.在Ti-Al-C体系中,首先发生Ti与C反应生成TiC,接着发生Ti与Al反应相继生成TiAl3和TiAl,随后发生TiAl和TiC反应生成Ti2AlC,最后Ti2AlC和TiC反应生成Ti3AlC2.同时,分析了TiC掺杂对TiC-Ti-Al体系原位合成Ti3AlC2的影响.     

预设升温速度对电场作用下Fe-Ti-C体系燃烧合成的影响

采用Gleeble-1500D热模拟机,研究电场作用下预设升温速度对55wt%(Ti C)-45wt?体系在从室温加热至800℃过程中燃烧合成的影响,结果表明:预设升温速度对体系燃烧合成有较大影响,当预设升温速度为5℃/s时,不能实现燃烧合成;而在10～1500℃/s范围内,体系能实现燃烧合成,且点火温度大幅度降低,在336～742℃之间;随预设升温速度提高,点火温度降低,点火延迟时间缩短;合成产物主要由TiC、Fe和少量C组成,且随预设升温速度提高,TiC颗粒变小,并出现少量Fe2 Ti,但较低和过高的预设升温速度的合成产物中不会出现Fe2Ti.     

高能反应球磨/退火制备Fe3(Si,Al)粉体及其有序度研究

利用Fritsch Pulversiue 5型行星式球磨机、扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究3Fe/xSi,(1-x)Al(x=0.75,0.5,0.25)混合粉末的机械球磨过程,分析球磨1h和5h的粉末在860℃条件下退火4h的物相组成,并采用长程有序参数定量表征了退火得到的有序相的有序程度.研究表明,试验粉末球磨5h以上可以得到单相Fe(si,Al)固溶体,其晶粒尺寸约为20nm;球磨5h的3Fe/xSi/(1-x)Al(x=0.75,0.5,0.25)混合粉末在860℃条件下退火4h后形成的有序相分别为别为Al0.3Fe3Si0.7、Al0.5Fe3Si0.5和Al0.7Fe3Si0.3,其有序度分别为0.7906、0.6888和0.7032.     

电场作用下75wt%Fe-25wt%(Ti+C)体系燃烧合成的探讨

采用Gleeble热模拟机对75Fe-25(Ti+C)体系在电场作用下的燃烧合成进行探讨,结果表明:这种不能采用普通SHS技术进行燃烧合成的体系,当预设升温速度为600℃/s时,在电场作用下仍不能实现燃烧合成;而当预设升温速度提高到1 000℃/s时,在电场作用下该体系能在743℃发生燃烧合成反应,合成产物由TiC和Fe组成,其中细小的TiC颗粒有一定程度的团聚现象。