超重力燃烧合成Ti3SiC2研究

研究了超重力条件对以3Ti/Si/2C粉为原料燃烧合成Ti3Sic2的影响.结果表明:在不同超重力条件下,合成产物的物相组成有所不同.通过对温度变化的分析,认为相组成的变化应归因于Ti-Si液相存在时间缩短,导致Ti3SiC2生成不足.SEM观察表明,合成的Ti3SiC2为板状品形貌,超重力条件对Ti3SiC2板状晶的晶粒尺寸有明显影响.随超重力条件的提高,合成产物的密度也相应提高.     

超重力对燃烧合成NiAl金属间化合物的影响

在超重力条件下，采用Ni、Al粉末为原料，燃烧合成NiAl金属间化合物。对所得产物进行了XRD、SEM分析、密度测定和晶粒尺寸计算。结果表明：超重力下燃烧合成所得产物为单相NiAl块体材料，断口晶粒变小，密度随离心力增大而增大，晶粒尺寸随离心力增大而减小，单一块体材料中晶粒尺寸自上而下减小。     

超重力辅助燃烧合成制备致密YAG陶瓷

将超重力技术和燃烧合成技术相结合实现了一种可直接熔融铸造陶瓷材料的新型制备方法.以Al粉、NiO_2粉、Y_2O_3粉为原料,在不同水平超重力场的作用下,通过燃烧合成技术制备出致密的YAG (Y_3Al_5O_(12))块体陶瓷.利用XRD和SEM对产物的主要成分和形貌进行了表征,并利用阿基米德法分别测量了不同超重力系数下产物的密度.实验结果表明,通过超重力场,实现了制备陶瓷的致密化,所合成的YAG陶瓷具有较高的致密度,最高可达98.6%.随着超重力场的提高,陶瓷的致密度有着显著的提高.较高的超重力促进了熔体中金属、陶瓷、气体各相分离,促使陶瓷熔体致密化.超重力辅助燃烧合成技术也有望实现其他各种陶瓷材料和新型材料的熔融铸造.     

碳化钛基金属陶瓷的燃烧合成致密化

研究了用燃烧合成－压制工艺一步合成非化学计量碳化钛基金属陶瓷，结果表明，存在一最佳施压滞后时间，此时可获得最大密度的产物，Ｔｉ粉的氢含量低于利用产物致密化。最终产物密度随外加压力的增大而增加，当外加压力大于１００ＭＰａ后，增加趋势变缓。外加压力保持时间超过１ｍｉｎ后，产物密度并不增加，最终产物由非化学计量碳化钛和钛组成。     

燃烧合成抗氧化涂层的研究

通过燃烧合成法利用Ｆｅ２Ｏ２＋２Ａｌ＝２Ｆｅ＋Ａｌ２Ｏ３的高热效应在工业纯铁基体上制备抗氧化涂层。研究了燃烧模式及物料的配比对燃烧合成过程的影响，着重研究预热深度对涂层抗氧化性能的影响，从而获得制备涂层的最佳工艺参数。用ＥＰＭＡ、Ｘ射线衍射、氧化试验等方法对涂层的组织、抗氧化性进行了研究，以现采用燃烧合成法获得扩散层和沉积层，可提高涂层及其氧化膜与基体之间的结合力，增加涂层的防护性能。     

超重力燃烧合成大尺寸织构铁基金属材料

利用超重力结合自蔓延高温合成技术,采用Fe2O3/Al铝热体系,制备出大尺寸织构铁基金属材料,并对其显微组织及相结构进行了分析.结果表明,该金属材料沿离心力方向具有显著择优取向的大尺寸单相晶粒组织,其基体相结构为BCC_B2周溶体型含铝α-Fe;测量了材料的硬度,并对该工艺潜在应用前景进行了探讨.     

燃烧合成-铸造法制备氧化铝基金属陶瓷的研究

用燃烧合成一铸造法成功制备了致密度较高的Al2O3-Cr和Al2O3(-Cr2O3)-Cr金属陶瓷，研究了稀释剂Al2O3和Cr2O3及凝固冷却速度对金属陶瓷显微组织的影响。结果表明，添加Al2O3或Cr2O3稀释剂，可有效控制燃烧反应的剧烈程度，并形成Cr相和陶瓷基体的共晶组织。在石墨铸型冷却条件下，Cr相在陶瓷基体上分布均匀、尺寸细小，达到了亚微米级尺度。     

自蔓延高温合成碳化铬金属陶瓷熔覆层

利用自蔓延高温合成（ＳＨＳ）熔铸技术，将碳化铬的高温熔体铺展在平面样品的钢表面上，从而形成厚度为几毫米的熔覆层。为克服碳化铬与底材的润湿问题，采用与Ｆｅ有良好互溶性的Ｃｒ作为润湿功能层，在此基础上，使Ｃｒ－Ｃ合金层中的碳作阶梯改变，从而获得了梯度熔覆层结构。来用Ｎ２加压（＜２０ＭＰａ）和预热工艺（≤３００℃）等措施，控制反应燃烧温度，改善熔体流动性，增大熔渣分离速度，有利于提高熔覆层表面平滑程度。研究认为，良好的结合强度来源于界面间强烈的冶金作用以及梯度成分分布。     

超重力对燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(4Y)的影响

基于超重力下燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(4Y),通过调整超重力大小,研究超重力对复合陶瓷凝固组织与性能的影响.结果表明:随着超重力增加,陶瓷共晶团从胞状结构转化为棒状结构,且棒状共晶团得以细化,其体积分数与长径比增加.性能显示:随着超重力增加,陶瓷相对密度显著提高,陶瓷硬度与弯曲强度因棒状共晶团细化、内部缺陷尺寸减小而得以增大,同时因棒状共晶团细化及分布于共晶团边界上ZrO_2四方相细化、球化,陶瓷断裂韧性也随之升高.     

ZrO_2对超重力下燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(4Y)的影响

基于超重力下燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(4Y),通过改变ZrO_2(4Y)含量,研究材料成分、结构与性能之间的关系.结果表明:当ZrO_2(4Y)体积分数低于37%,复合陶瓷是以ZrO_2四方相纳微米纤维镶嵌其上且取向各异的棒状共晶团为基体;当ZrO_2(4Y)体积分数高于40%,则获得ZrO_2四方相微米类球晶为基的复合陶瓷.力学性能显示,Al_2O_3/33%ZrO_2(4Y)以低的凝固温度,达到了最高的相对密度与硬度值,且也因低的缺陷尺寸及裂纹偏转与桥接增韧所带来的高断裂韧性,具有最高的弯曲强度值.     

Cr-Al(Cr)2O3金属陶瓷的燃烧合成与致密化

采用燃烧合成法，通过调整反应体系成分并控制凝固过程，成功制备了金属Cr相分布均匀、尺寸可达亚微米级的Cr-Al(Cr)2O3金属陶瓷．研究了聚合物及体系成分对金属陶瓷微观组织和燃烧合成过程的影响．结果表明，添加聚合物显著降低了Al-Cr2O3-A12O3体系的引燃温度，缩短了引燃时间，并改善了Cr颗粒在陶瓷基体上的分布均匀性．加入稀释剂Al2O3以及Cr2O3过量可细化Cr颗粒，使Al2O3基体变为Al2O3和Al(Cr)2O3．对燃烧合成熔体施加较低的压力，获得了致密的Cr-Al(Cr)2O3金属陶瓷，解决了燃烧合成致密化的问题．     

Mo对燃烧合成非化学计量碳化钛基金属陶瓷的影响

对Ｍｏ对燃烧合成非化学计量碳化钛基金属陶瓷的组织和性能进行了研究，结果表明，当Ｃ／Ｔｉ为０．４５时，反应物中添加Ｍｏ使烧烧合成金属陶瓷的粘结相由六方结构的ａ－Ｔｉ逐渐转变为体心立方结构的β－Ｔｉ；Ｍｏ在碳化钛晶粒和晶间粘结相内都有分布，碳化物晶粒细化；金属陶瓷的抗弯强度和红硬性提高，室温硬度降低。     

电场诱导Fe-Ti-C体系低温燃烧合成显微组织演变

采用Gleeble-1500D热模拟机，通过对质量分数55％（Ti＋C）-45％Fe粉末压坯分别升温至250～800℃的解析实验，研究Fe-Ti-c体系在电场诱导下低温燃烧合成的显微组织演变。结果表明：在电场和大热流密度的共同作用下，体系的点火温度可大幅降低。当加热温度在250～350℃之间，体系虽未发生化学反应，但显微结构在一定程度随温度而发生变化；当加热温度在350-470℃范围内，体系被点燃发生“热爆”现象，而在燃烧合成反应前期，合成TiC的反应优先发生；当加热温度提高到470-670℃，合成TiC反应发生的同时还伴随有合成Fe2Ti的反应；然而随加热温度进一步提高到670-800℃，Fe2Ti会发生部分分解，进而使得合成TiC的反应继续进行。当温度达到800℃左右，该合成反应全部完成，产物由Fe、TiC和少量Fe2Ti组成。此外，通过合成反应所得呈圆球状、细小的TiC颗粒均匀地分布在Fe基体中，且随加热温度的提高而有所长大。     

燃烧合成非化学计量碳化钛基金属陶瓷组织与性能

以Ｔｉ粉和冶金碳黑为原料＝０．４２￣０．５０，经燃烧合成致密化制备了非化学计量碳化钕基金属陶瓷。物相分析与组织观察表明，金属陶瓷由非化学计量碳化钛和α－Ｔｉ相组成。Ｃ／Ｔｉ相组成，Ｃ／Ｔｉ增大，金属陶瓷中α－Ｔｉ相减少，碳化物晶粒尺寸增大，金属陶瓷的抗弯强度随Ｃ／Ｔｉ增大而降低，硬度则略有增加。     

Cr_3C_2基金属陶瓷高温抗氧化性能的研究

采用真空液相烧结法制备Cr3C2基金属陶瓷。通过成分设计、优化烧结工艺提高Cr3C2基金属陶瓷力学性能。测定并计算了恒温氧化增重与时间的函数关系遵循抛物线规律。结果表明,这类陶瓷材料的氧化为"钝性氧化",显示出较好的抗氧化性。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等检测方法,分析了氧化膜的组成与结构,探讨了材料的氧化机制。     

静态自蔓延高温合成法形成陶瓷涂层的研究

采用静态自蔓延高温合成法（SHS法）在钢件表面形成陶瓷涂层。涂层的相组成主要是Al2O3+(α-Fe)+少量Fe3Al;涂层由两层组成,外层为近乎纯Al2O3陶瓷层,过渡层为(α-Fe)+ Al2O3金属-陶瓷层,两层组织皆为长轴近似垂直于钢件表面的柱状晶;涂层与基体结合牢固。     

燃烧合成Ti_3AlC_2及其热稳定性

采用燃烧合成技术,通过改变Ti、Al和C 3种粉末的比例制备出高纯度的Ti_3AlC_2块体材料,并对其在氩气中的高温热稳定性进行了研究.X射线衍射(XRD)表明合成产物除了含有Ti_3AlC_2外,还含有少量TiC和Ti-Al金属间化合物,经k值法计算得Ti_3AlC_2最高含量为96.7%.耦合等离子-原子发射光谱(ICP-AES)结果表明最高纯度的合成产物中Ti、Al质量分数分别为74.2%和13.7%,与Ti_3AlC_2中Ti和Al含量十分接近.利用SEM对燃烧产物断口进行了观察,发现明显的层片状结构.热重-差热(TG-DTA)结果表明燃烧合成的高纯Ti_3AlC_2在加热过程中没有明显的热效应,说明合成的产物处于近似平衡状态.Ti_3AlC_2的分解温度在1370 ℃左右,同时由于氧化作用而导致试样质量略有增加.     

TG6钛合金的热稳定性及其在高温下的部分恢复

Thermal Stability of TG6 Titanium Alloy and Its Partial Resumption at High Temperature