Al—TiO2自蔓延高温合成结构宏观动力学分析

在材料的自蔓延高温合成(SHS)过程中,反应物与产物之间,各种结构层次(宏观、微观、晶体结构等)上的转变过程—结构宏观动力学,对材料制备具有决定意义。本文分别在宏观结构和微观结构两个层次上研究了Al-TiO_2自蔓延高温合成系统的结构宏观动力学。结果表明:在宏观结构上,随着样品尺寸加大,如工艺控制不当会出现三种主要的宏观结构缺陷:气孔增加,偏析加剧、宏观裂纹。材料的显微结构,是由燃烧波内一种非均匀网络状过渡组织转变而来的。     

TiC—Al2O3—Fe金属陶瓷的蔓延高温合成研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压法（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）制备出了致密度为９７．７％的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－２０Ｆｅ３合金陶瓷（ＴＡＦ２０）,分析了金属陶瓷的相组成、微观组织及性能。结果表明：金属陶瓷由ＴｉＣ,Ａｌ２Ｏ３陶瓷颗粒和Ｆｅ粘结相组成;粘结相中Ｆｅ与Ａｌ２Ｏ３之间的界面光滑,与ＴｉＣ之间有一薄的扩散层;ＴＡＦ２０金属陶瓷的抗强度和抗压强度分别为８９０ＭＰａ和１８．４ＧＰａ。     

自蔓延高温合成TiC—Al2O3—Fe系金属陶瓷的致密化研究

采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ工艺制备了致密的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ系金属陶瓷，研究了延迟时间，高压特续时间，压力及Ｆｅ含量对合成ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ金属陶瓷实度的影响，结果表明，采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ技术制备了ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ系金属陶瓷时，合成产物中气体的排放，液相的存在及组成相之间的润湿性是制备密实材料的关键。     

自蔓延高温合成法合成金属陶瓷功能梯度材料研究进展

阐述了自蔓延高温合成法(SHS)制备的功能梯度材料的种类、特性及其应用前景,探讨了自蔓延高温反应合成金属陶瓷功能梯度材料的影响因素(合成原料、点火工艺、反应环境和辅助措施),并分三个阶段(准备阶段、合成阶段和后处理阶段)讨论了SHS法制备功能梯度材料应注意的技术问题,同时介绍了自蔓延法辅助其他工艺(SHS反应喷涂)制备梯度陶瓷材料技术,并提出了自蔓延高温合成法制备金属陶瓷功能梯度材料今后的发展方向。     

TiC-Al2O3-Fe金属陶瓷的自蔓延高温合成研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压法（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）制备出了致密度为９７．７％的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－２０Ｆｅ金属陶瓷（ＴＡＦ２０）。分析了金属陶瓷的相组成、微观组织及性能。结果表明：金属陶瓷由ＴｉＣ,Ａｌ２Ｏ３陶瓷颗粒和Ｆｅ粘结相组成;粘结相中Ｆｅ与Ａｌ２Ｏ３之间的界面光滑,与ＴｉＣ之间有一薄的扩散层;ＴＡＦ２０金属陶瓷的抗弯强度和抗压强度分别为８９０ＭＰａ和１８．４ＧＰａ。     

自蔓延高温合成工艺研究

阐述了自蔓延高温合成技术的发展和应用现状，并且利用SHS技术在普碳钢材表面合成了厚为l0mm的Al2O3／Fe表面梯度复合层，通过理化手段测试出复合材料的成分呈梯度变化，金属陶瓷连接陶瓷层与基体钢表面，陶瓷与普碳钢具有良好的连接强度，不易剥离。同时还探索了各添加剂元素对金属陶瓷结合等性能的影响规律。     

自蔓延高温合成非化学计量碳化钛基金属陶瓷

以Ｔｉ粉和冶金碳黑为原料，Ｃ／Ｔｉ（原子比）配料为０．１２～０．５０时，经ＳＨＳ－准热等静压获得了非化学计量碳化钛基金属陶瓷。研究表明：金属陶瓷由非化学计量碳化钛和α－Ｔｉ相组成，随着Ｃ／Ｔｉ增大，金属陶瓷中α－Ｔｉ相比例减少，碳化物晶粒尺寸增大，金属陶瓷的抗弯强度降低而硬度升高。     

自蔓延高温合成工艺研究

阐述了自蔓延高温合成技术的发展和应用现状,并且利用SHS技术在普碳钢材表面合成了厚为10mm的Al_2O_3/Fe表面梯度复合层,通过理化手段测试出复合材料的成分呈梯度变化,金属陶瓷连接陶瓷层与基体钢表面,陶瓷与普碳钢具有良好的连接强度,不易剥离。同时还探索了各添加剂元素对金属陶瓷结合等性能的影响规律。     

非化学计量碳化钛基金属陶瓷的自蔓延高温合成

研究了反应物起始条件对非化学计量碳化钛SHS过程燃烧动力学的影响。用燃烧波淬火法分析了燃烧产物组织形成过程,并计算了SHS过程的激活能。 研究SHS—准热等静压工艺表明,制备非化学计量碳化钛基金属陶瓷时,存在一有利于致密化的最佳施压滞后时间。增大外加压力有利于提高最终产物密度,直到压力大于160MPa后产物密度不再增大,施加压力的保持时间超过1.5min后,延长时间亦不能增加最终产物密度。 在C/Ti=0.42～0.50范围内,用SHS—准热等静压工艺制备了致密化的非化学计量碳化钛基金属陶瓷。金属陶瓷经800℃、0.5h处理后,其中的非化学计量碳化钛相发生有序化转变,金属陶瓷的抗弯强度增大。 根据材料设计知识,添加Ni、TaC、Mo有效地细化了金属陶瓷晶粒,提高了金属陶瓷性能。并且添加Mo使粘结相由α-Ti(hcp)转化为β-Ti(bcc),提高粘结相变形能力。在C/Ti=0.45时,同时添加7wt％的Mo和4wt％TaC的复合作用使金属陶瓷抗弯强度达884.0MPa,硬度HRA87.3。 自蔓延高温合成的非化学计量碳化钛基金属陶瓷,具有较好的红硬性和优良的耐腐蚀性能。     

自蔓延高温合成结合铸造技术制备复合材料的研究

将自蔓延高温合成(SHS)、粉末冶金与铸造工艺结合的复合材料制备方法,可以制备出表面层厚3～20 mm的材料.其过程是将选配好的反应物料压制成块并将其粘在型腔内或直接将混合均匀后反应物料粉体粘接在所需部位,用熔融金属液浇注并引发SHS反应,同时金属液浸透反应后的毛细孔隙,自然凝固并与母材金属结为一体,在所需表面原位合成金属-陶瓷复合层.     

Ni-Al-Fe体系热爆反应活化能和反应级数的测定

本文测定了线性加热速率下的Ni50A120Fe30（wt％）体系热爆反应过程的DTA曲线．用差商法计算了该SHS热爆过程的活化能和反应级数,其结果与用燃烧被违法得到的数值基本一致．     

电热爆炸喷涂NiAl涂层的热循环氧化行为

电弧喷涂技术具有高速、高温、涂层硬度高、与基体结合良好的优点,可满足现代航空航天业对材料服役温度、密度及性能的要求.采用电热爆炸喷涂法在DZ125高温合金表面制备了NiAl涂层,研究了该涂层在1 050℃下的循环氧化行为,并利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对热循环后的试样进行了分析.结果表明,所制备的NiAl涂层致密、晶粒细小、与基体结合良好;涂层在1 050℃热循环后其表面生成了致密的Al2O3氧化层,能阻止氧向内扩散,减缓内层的氧化速率,从而起到了保护基体的作用.     

Evaluation of the Ignition Temperature in Thermal Explosion Synthesis of TiAl3 by Differential Scanning Calorimetry

Application of the Semenov theory of spontaneous ignition to evaluation of the critical temperature(Tˊc) in thermal explosion (TE) synthesis was conducted with the Ti-75at pct Al binary system using nonisothermal differential scanning calorimetry (DSC) at different heating rates.And the critical temperature for isothermal TEis predicted to be 728.9℃ by the multiple linear regression of T′c evaluated according to Semenov theory ,which is close to the range of 740-745℃ obtained from the isothermal DSC observation.This result proves that Semenov theory of spontaneous ignition is also feasible for TE synthesis in binary metallic systems like Ti-75 at.pct Al system.     

自蔓延高温合成制备二硅化钼基材料的研究进展

自蔓延高温合成技术因具有低成本、反应速度快和转化率高等许多优点,成为制备二硅化钼基材料的有效方法.介绍了自蔓延高温合成二硅化钼的机理和影响因素,非常规SHS技术和SHS与加工技术联用在制备二硅化钼以及二硅化钼基复合材料中的应用,在此基础上指出了自蔓延高温合成制备二硅化钼基材料今后的研究重点和发展方向.     

爆温对气相爆轰合成纳米TiO2结构和性能的影响

采用气相爆轰法制备纳米TiO₂粉末, 并研究爆温对样品的结构和性能的影响。使用XRD、TEM及甲基橙溶液降解来表征样品的结构与性能。结果表明: 爆温对样品中金红石相含量有一定影响,在爆温为2524 K时, 金红石相含量达到最大值92.2%; 爆温对样品的平均粒径有重大影响, 爆温与样品的平均粒径呈线性关系, 爆温越高, 样品的平均粒径越大,当爆温由2399 K提高到3114 K时,平均粒径由87.2 nm提高到172.9 nm; 爆温对样品的光催化性有着间接影响, 爆温越高, 样品的平均粒径越大, 光催化效能降低。当爆温为2399 K时, 制备样品的平均粒径为87.24 nm, 锐钛矿比例为31.7%, 光催化活性最高, 在紫外光下40 min甲基橙溶液降解率为90.82%, 反应速率常数k为0.062。     

添加剂对离心自蔓延高温合成陶瓷层组织结构与性能的影响

为了改善钢管内衬陶瓷层的韧性,在铝热剂中分别添加ZrO2,Al2O3,SiO2进行改性,采用离心自蔓延高温合成工艺制备了钢管内衬陶瓷层,研究了添加剂对陶瓷层形貌、结构和性能的影响.结果表明:加入ZrO2或Al2O3可以改变陶瓷层的组织结构,使Al2O3由树枝状晶变为等轴晶;加入SiO2可在Al2O3枝晶间隙形成网状Ca...     

自蔓延高温合成Al2O3陶瓷内衬复合钢管技术的现状及展望

自蔓延高温合成(SHS)Al2O3陶瓷内衬复合钢管是一种很有应用前景的复合材料,它具有优异的耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能,且造价低廉,制造工艺简便.综述了自蔓延高温合成Al2O3陶瓷内衬复合钢管的特点、制备原理、影响因素、应用现状,并对其发展前景进行了展望.     

超音速火焰喷涂NiCr金属陶瓷涂层的高温硫腐蚀性能

超（超）临界机组锅炉管在硫含量较高的烟气环境中常遭受严重的高温硫酸盐及硫化腐蚀,成为锅炉安全的隐患。在2Crl3不锈钢表面利用超音速火焰喷涂（HVOF）制备了NiCr金属陶瓷涂层（1375VM和TPRI—A）,并用超音速电弧喷涂（SWAS）制备传统45CT涂层以作比较,研究了各涂层在700℃,H2—1％H2s环境中的硫...     

铝液温度对热爆合成Al-Ti-C中间合金组织的影响

利用Al, Ti和C粉末原料,采用铝液中的热爆合成法制备出用于铝及铝合金晶粒细化的Al-Ti-C中间合金.采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了热爆合成产物的成分, 组织与形貌.结果表明: Al-Ti-C中间合金由Al, Al3Ti和TiC三相组成, 铝液温度对反应体系温度有重要影响, 改变了中间合金中Al3Ti, TiC的形态和分布, 并影响其晶粒细化能力.