Ti-B4C-C系在火焰喷涂时的SHS过程

以Ti—B4C—C为反应喷涂体系，依托SHS反应火焰喷涂制备TiC—TiB2复相陶瓷涂层技术，通过水淬熄实验，截取了喷涂过程中飞行不同距离的粒子，观测了不同飞行距离下，中间状态反应产物的宏观特征、成分和组织结构及其变化过程，理论探讨了复合粉体在氧．乙炔火焰焰流中的飞行燃烧过程与反应机理。研究表明，中间状态的反应产物按其宏观特征出现了完全熔融的实心陶瓷液滴、完全熔融的空心陶瓷液滴、表面熔融芯部未熔的陶瓷颗粒和完全未熔的陶瓷颗粒4种。其飞行燃烧过程机理是：SHS反应始于钛粉的熔化，对位于火焰焰流芯部的中小尺寸喷涂团聚颗粒，其燃烧合成受扩散和毛细管机制控制，以爆燃方式进行；对位于火焰焰流外围的较大尺寸喷涂团聚颗粒，其燃烧合成受组元熔解析出机制控制。     

Al2O3复相陶瓷涂层的SHS反应火焰喷涂过程

基于自蔓延高温台成技术(SHS)的反应火焰喷椽技术，用氧-乙炔火焰引燃Al-Cuo团聚粉，使之发生自蔓延反应．在钢基表面制备了Al2O3复相陶瓷涂层。通过水淬熄试验截取飞行粒子的中间状态，对经水拎后的粒子及喷涂涂层进行物相与组执分析，从而给出了SHS反应火焰喷涂Al2O3复相陶瓷椽层的基本过程．即各团聚颗粒构成独立的徽小反应单元，经历Al熔化和Cuo分解的反应孕育、Al与Cu2O的飞行反应燃饶、与基体碰撞并继续反应、结构转变与凝固4个阶段，最终形喊Al2O3复相陶瓷馀层。     

TiC-Ni金属陶瓷自蔓延高温合成中的显微组织演变

用燃烧波淬熄法研究了TiC-Ni金属陶瓷自蔓延高温合成(SHS)中的组织演变,淬熄试样中保留了未反应区、反应区和已反应区.用扫描电子显微镜观察了燃烧反应中显微组织的转变过程,用能谱仪分析了各微区的成分变化,测量了燃烧温度Tc和燃烧波蔓延速度,并用XRD分析了反应产物的相组成.结果表明,TiC-Ni金属陶瓷自蔓延高温合成(SHS)的机理为溶解-析出机制,镍粉与钛粉的固态扩散导致低熔点Ti-Ni溶液形成,Ti、Ni、C粉粒逐渐向Ti-Ni溶液中溶解,当Ti-Ni-C溶液中的Ti和C浓度饱和时,从中析出TiC颗粒,同时形成粘结TiC颗粒的Ni3Ti基体.分析结果表明,该体系的燃烧合成具有不完全性,最终产物中残留少量Ni3Ti2 NiTi共晶体,这种反应的不完全性是由于使用了较粗的Ti粉和Ni粉.     

团聚粉改性对反应喷涂Ti(C,N)-TiB2复相陶瓷涂层的影响

影响反应火焰喷涂Ti（C，N）-TiB2复相陶瓷涂层质量的关键因素之一，是喷涂粉体的聚集状态。分别采用化学镀Ni和溶胶-凝胶TiO2包覆Ti-B4C-C-Al系团聚粉工艺，对Ti-B4C-C-Al系喷涂团聚粉进行胶囊化改性．以强化自蔓延反应团聚粉单元，研究团聚粉经胶囊化改性后对反应火焰喷涂Ti（C，N）-TiB2复相陶瓷涂层的影响规律。研究发现，喷涂团聚粉的胶囊化改性是改善反应火焰喷涂涂层质量的有效方法，胶囊化效果越好，喷涂粉的自蔓延反应越充分，反应产物转化率越高；胶囊化改性可有效防止团聚粉中的钛在喷涂过程的氧化，并对涂层组织与分布产生一定影响．使涂层的致密度和显微硬度得到提高。     

团聚粉改性对反应喷涂Ti(C,N)-TiB_2复相陶瓷涂层的影响

影响反应火焰喷涂Ti(C,N)-TiB2复相陶瓷涂层质量的关键因素之一,是喷涂粉体的聚集状态。分别采用化学镀Ni和溶胶-凝胶TiO2包覆Ti-B4C-C-Al系团聚粉工艺,对Ti-B4C-C-Al系喷涂团聚粉进行胶囊化改性,以强化自蔓延反应团聚粉单元,研究团聚粉经胶囊化改性后对反应火焰喷涂Ti(C,N)-TiB2复相陶瓷涂层的影响规律。研究发现,喷涂团聚粉的胶囊化改性是改善反应火焰喷涂涂层质量的有效方法,胶囊化效果越好,喷涂粉的自蔓延反应越充分,反应产物转化率越高;胶囊化改性可有效防止团聚粉中的钛在喷涂过程的氧化,并对涂层组织与分布产生一定影响,使涂层的致密度和显微硬度得到提高。     

TiC-Cu复合材料自蔓延高温合成中的显微结构演变

用燃烧波前沿淬熄法研究了自蔓延高温合成(SHS)TiC-Cu复合材料的显微结构演变,用扫描电子显微镜(SEM)观察了燃烧反应中原始粉、反应区和产物区的显微结构,用能谱仪(EDX)分析了各微区的成分变化,测量了燃烧温度Tc,并用XRD分析了反应产物的相组成.结果表明,自蔓延高温合成(SHS)TiC-Cu复合材料的机理为溶解-析出机制.铜粉与钛粉的固态扩散导致低熔点Ti-Cu熔液形成,Ti、Cu、C粉粒逐渐向Ti-Cu熔液中溶解,当Ti-Cu-C熔液中的Ti和C浓度饱和时,从中析出TiC颗粒,同时形成粘结TiC颗粒的Cu基体.     

Ti2AlC可加工陶瓷自蔓延高温合成中的显微组织演变

在研究Ti,C,A1摩尔比为2:1:1的混合粉末自蔓延高温合成Ti2A1C过程中的组织演变中,将在试样中蔓延的燃烧波强制淬熄.用扫描电镜观察了淬熄试样中的显微组织演变,测定了其燃烧温度,并用X射线衍射检测了燃烧合成产物的相组成.结果表明:合成反应以Al的熔化为先导;反应过程可用溶解-析出-熔化结晶机制描述;该反应具有不完全性,可能是由于实验中使用了较粗的钛粉和铝粉所致.     

Al-CuO系SHS反应火焰喷涂涂层及副产物的形成与转变

采用SHS反应火焰喷涂工艺,在钢基体表面制备了以Al2O3-AlxCuy为主相的复相涂层。通过水淬熄实验,结合SEM和XRD等金相、结构分析测试手段,研究了Al-CuO系反应火焰喷涂过程中,Al-CuO团聚粉粒子的熔化、反应行为及涂层形成过程,阐明了涂层中副产物Cu9Al4和Al2Cu3金属间化合物的形成机理。研究表明:在60mm至150mm的飞行距离当中,CuO受热分解,生成Cu2O、Cu并释放出氧气,至150mm处分解完毕。粒子飞行过程中少量Al与分解产生的Cu2O反应生成少量Al2O3陶瓷相并还原出金属Cu。分解产生及被还原出的Cu与Al在液态下互溶形成合金溶液。喷涂粒子在喷距180mm时撞击基体后,Cu2O与Al充分反应,生成大量Al2O3陶瓷相并还原出金属Cu,其中Cu被液相Al-Cu合金吞并。喷涂后期SHS体系温度下降的过程中,开始发生自蔓延体系的结构转变,Al-Cu合金熔液经复杂的共晶、共析等反应,生成Cu9Al4和Al2Cu3金属间化合物。     

Al-CuO系SHS反应火焰喷涂涂层及副产物的形成与转变

采用SHS反应火焰喷涂工艺。在钢基体表面制备了以Al2O3-AlxCu7为主相的复相涂层。通过水淬熄实验。结合SEM和XRD等金相、结构分析测试手段，研究了Al-CuO系反应火焰喷涂过程中，Al-CuO团聚粉粒子的熔化、反应行为及涂层形成过程，阐明了涂层中副产物Cu9Al4和Al2Cu3金属间化合物的形成机理。研究表明：在60mm至150mm的飞行距离当中。CuO受热分解。生成Cu2O、Cu并释放出氧气，至150mill处分解完毕。粒子飞行过程中少量Al与分解产生的Cu2O反应生成少量Al2O3陶瓷相并还原出金属Cu。分解产生及被还原出的Cu与Al在液态下互溶形成合金溶液。喷涂粒子在喷距180mm时撞击基体后，Cu2O与Al充分反应，生成大量Al2O3陶瓷相并还原出金属Cu。其中Cu被液相Al-Cu合金吞并。喷涂后期SHS体系温度下降的过程中。开始发生自蔓延体系的结构转变，Al-Cu合金熔液经复杂的共晶、共析等反应，生成Cu9Al4和Al2Cu3金属间化合物。     

自蔓延法原位合成热喷涂用TiC/Ni复合粉的研究

采用自蔓延高温合成法(SHS)原位合成热喷涂用TiC/Ni金属陶瓷复合粉.利用扫描电镜观察原始粉体和反应产物的微观结构,采用X射线衍射仪对SHS燃烧产物组成进行物相分析.结果表明:SHS原位合成TiC/Ni的陶瓷与金属界面结合良好;Ti-C-Ni预制块反应产物的主要相成分为TiC和Ni;随着预制块相对密度的增加,反应产物的相对密度增加,颗粒之间的孔隙减少.TiC颗粒尺寸减小.     

Dispersion of ultrafine SiC particles in molten Al-12Si alloy

The bulk Al-12 Si eutectic composites were fabricated through a conventional liquid metal casting route, especially with the help of ultrafine ceramic powders made by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) process. The SHS powders were fabricated by the chemical reaction between micro-sized SiC and Al particles at very high combustion temperatures, producing the coarse Al particles (several tens of microns) containing ultrafine SiC ceramic particles. Microstructural observation revealed that the ...     

粉体聚集状态对自蔓延高温合成(SHS)反应喷涂Al2O3-Al2Cu3涂层的影响

采用SHS技术和传统氧-乙炔火焰喷涂技术,利用Al与CuO间的高能铝热反应,在钢的表面制备了Al2O3-Al2Cu3复相涂层.研究了粉体聚集状态对SHS火焰喷涂涂层物相组成、组织结构和反应机理的影响,结果表明非团聚CuO-Al粉体分散在气流中缺乏发生SHS反应的条件,而团聚CuO-Al体,经历反应孕育、飞行燃烧、碰撞、结构转变与凝固4个阶段,形成层状结构.     

SHS Flame Spraying TiC-TiB2 Multiphase Coatings

SURFACE COATINGS,which can reinforce thesubassembly surface through an additive cover withbetter mechanical property,play more and moreimportant role in the process of re-manufacture of thelapsed equipment or hardware.In recent years,morescientists begin to concentrate on the SHS reactiveFlame spraying,which is the combination ofself-propagating high temperature synthesis andtraditional technology of thermal spraying.In thismethod,it is characteristic of reactive energy betweenreactants…     

TiC-Ti复合材料自蔓延高温合成中的组织转变

用燃烧波淬熄法研究了TiC-Ti金属陶瓷自蔓延高温合成（SHS法）中的组织转变和反应机理。淬熄试样中保留了未反应区、反应区及已反应区。用扫描电子显微镜观察了燃烧反应中的显微组织转变过程，用能谱仪分析了各微区的成分变化，测量了燃烧温度Tc，并用XRD分析了反应产物的相组成。实验结果表明：TiC-Ti复合材料的自蔓延高温合成机理可以用溶解-析出机制来描述：Ti首先部分熔化，C溶解在Ti液中，并和Ti发生反应生成TiCx，随着温度的升高，TiCx熔化，形成Ti-C熔体，在降温过程中，细小的TiC大量从Ti-C熔体中析出并聚集，最终形成TiC增强Ti基复合材料。     

Investigation of formation mechanism of Ti3SiC2 by self-propagating high-temperature synthesis

In this study, 3Ti/Si/2C powders were used as raw materials to synthesize Ti₃SiC₂ by self-propagating high-temperature synthesis (SHS). The phase compositions and morphological characteristics of Ti₃SiC₂, as well as the effects of grain granularity on Ti₃SiC₂ synthesis, were investigated. The reaction paths and dynamic behaviors of the synthesized Ti₃SiC₂ were studied using combustion front quenching. The results showed that the liquid phase of Ti–Si was formed during SHS. The mechanism for TiC formation exhibited a great effect on Ti₃SiC₂ synthesis. The proposed reaction mechanism for the synthesis of Ti₃SiC₂ by SHS suggested that Ti₃SiC₂ might be formed from the liquid phase of Ti–Si and the solid phase of TiC.     

Dispersion of ultrafine SiC particles in molten Al-12Si alloy

The bulk Al-12 Si eutectic composites were fabricated through a conventional liquid metal casting route, especially with the help of ultrafine ceramic powders made by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) process. The SHS powders were fabricated by the chemical reaction between micro-sized SiC and Al particles at very high combustion temperatures, producing the coarse Al particles (several tens of microns) containing ultrafine SiC ceramic particles. Microstructural observation revealed that the addition of ultrafine SiC particles has a crumbling tendency of Si eutectic phase. It is suggested that the casting method combined with SHS process is promising for fabricating the Al-based MMC with ultrafine ceramic particles.     

自反应火焰喷涂过程中碰撞沉积物的形成及分析

以Ti-B4C-C为反应喷涂体系，基于SHS反应火焰喷涂制备TiC-TiB2复相陶瓷涂层技术，进行粒子与基体碰撞试验，获得了自蔓延反应火焰喷涂粒子与基体碰撞变形后的各种形貌图，通过对飞行粒子结构与粒子变形特点的研究得出：飞行粒子的形态与结构决定了粒子的变形特点，五种形态的碰撞沉积物来自各自对应的飞行粒子；基体预热温度、喷涂距离和喷涂团聚粉粒制备质量对碰撞沉积物的沉积率及扁平化有重要影响：不同变形粒子问的相互作用对涂层组织与性能会造成不同的影响，扁平粒子的薄膜飞溅主要由陶瓷熔滴内的气泡引起。     

纯铜SHS反应热喷涂Al2O3基复合陶瓷涂层的性能研究

    采用SHS(自蔓延高温合成)反应火焰喷涂工艺,将Al-CuO铝热反应体系引入到喷涂陶瓷材料中,在纯铜表面制备Al₂O₃基复合陶瓷涂层.结果表明,SHS反应热喷涂层与基体的结合好于常规热喷涂,辅以Ni-Al合金打底,复合涂层500度下热震循环40次时仍完好无损.复合涂层的XRD图谱表明,在层间及涂层内部生成的NiCu及Al_xCu_y化合物有助于增强涂层的性能,同时Al的适当过量可以起到弥补喷涂过程中Al的损失并为体系提供良好的液相环境的作用,提高反应转化率,降低孔隙率,同时复合涂层具有较好的耐磨性及抗氧化性.