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。     

自蔓延高温燃烧合成MoSi2

以Mo粉和Si粉为原料,通过自蔓延高温燃烧合成(SHS)的方法成功地制备了MoSi2材料.研究了反应物原料粒度、反应物料坯相对密度、反应物预热温度、稀释剂加入量以及反应气氛对MoSi2燃烧合成的影响.并通过XRD和SEM对燃烧合成产物的物相组成和形貌进行了分析.     

TiC-TiB2/Cu复合材料的自蔓延高温合成研究

采用SHS/PHIP工艺制备了TiC-TiB₂/Cu复合材料,通过实验研究了该系列复合材料的微观结构特征和力学性能。结果表明,TiC-TiB₂/Cu复合材料中只有TiC、TiB₂和Cu相存在;随着Cu含量的增加,燃烧温度下降,材料的颗粒尺寸变小;TiC-TiB₂/Cu复合材料的相对密度、抗弯强度和断裂韧性均随Cu含量的增加呈先增后减趋势,当Cu含量为20％时强度最高为580MPa,Cu含量为40％时韧性最高为8.1MPa·m^1/2。     

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     

TiC-TiB2/Cu复合材料的自蔓延高温合成研究

采用SHS/PHIP工艺制备了TiC-TiB2/Cu复合材料,通过实验研究了该系列复合材料的微观结构特征和力学性能.结果表明,TiC-TiB2/Cu复合材料中只有TiC、TiB2和Cu相存在;随着Cu含量的增加,燃烧温度下降,材料的颗粒尺寸变小;TiC-TiB2/Cu复合材料的相对密度、抗弯强度和断裂韧性均随Cu含量的增加呈先增后减趋势,当Cu含量为20%时强度最高为580MPa,Cu含量为40%时韧性最高为8.1MPa.m1/2.     

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。     

B2O3-Al-C 体系自蔓延燃烧模式的研究

研究了B₂O₃-Al-C 体系的燃烧规律, 利用波速方程确定了B₂O₃-Al-C 体系的反应激活能, 并由此建立了该体系燃烧模式转化的SHS 图。试验中还发现, 体系中出现的不稳定燃烧实际为螺旋燃烧模式。由此, 通过计算机数值模拟不同参数下出现的典型螺旋燃烧的温度场, 并结合实验结果对螺旋燃烧进行了解释。      

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。     

SHS—快速加压合成TiC,Al2O3／Al复合材料的工艺研究

利用SHS反应－快速加压的方法制备了Al2O3,TiC/Al复合材料,研究了在不同Al,Al2O3加入条件下燃烧反应的特征及制备的Al2O3,TiC/Al复合材料的相,组织特征,发现一定过量Al的存在对材料的致密化作用明显,在过量w(Al)为10％时,获得的材料相对密度达到97．5％,抗弯强度提高约20％。     

钛铁矿原位反应合成Al_2O_3-TiC颗粒增强铁基复合材料

利用钛铁矿铝热碳热原位还原技术成功制备了Al2O3-TiC增强铁基复合材料。通过XRD,SEM和力学性能检测方法分析了钛铁矿原位合成和添加合成两种方式对Al2O3-TiC增强铁基复合材料的组织和力学性能的影响。结果表明:利用钛铁矿合成的铁基复合材料的增强相为Al2O3,MgAl2O4,TiC和Fe相,添加合成过程中会发生一些硬质相TiC被氧化的现象。钛铁矿原位合成Al2O3-TiC增强铁基复合材料的基体组织呈粗大的块条状分布;添加合成的复合材料的铁基体以块状均匀分布。制备的Al2O3-TiC增强铁基复合材料的性能比较优良。材料的最佳综合力学性能为抗弯强度937MPa,维氏硬度532。     

SHS/QC法制备TiC/Al2O3复合陶瓷的显微组织研究

通过自蔓延高温合成结合快速加压法（ＳＨＳ／ＱＣ）制备了ＴｉＣ／Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷。研究了在不同预热温度、不同稀释剂加入条件下制备的ＴｉＣ／Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷的 相、组织特征。结果表明,随着预热温度的升高,燃烧由不稳定的螺旋燃烧向稳定的平面燃烧过渡,材料易于压实成型且反应充分,但生成的材料组织粗大。反之,生成的ＴｉＣ、Ａｌ２Ｏ３颗粒细小,但加压成型时易出现裂纹。试验测定了该体系的燃烧特性参数,并对反     

TiC-Al2O3/Fe3Al复合粉末的燃烧合成

以天然钛铁矿为主要原料,采用燃烧合成技术制备了TiC-Al2O3/Fe3Al金属间化合物/陶瓷基复合材料.研究了预热时间和热处理对燃烧合成过程及产物的影响.研究结果表明:随着预热时间的延长,燃烧温度和燃烧波速率都增加,产物晶胞参数增大,合成更为完全,无序固溶相进行有序化转变的程度增大.当预热5min时,Fe3Al有序金属间化合物的量明显高于无序固溶相,但继续延长预热时间很难将无序相消除;在750℃下进行热处理,可以制备出以Fe3Al金属间化合物为主要成分的复合粉体.     

Al＋Ti＋C复合系热爆反应合成过程及相组成研究

研究了Ａｌ含量和Ｃ／Ｔｉ对Ａｌ＋Ｔｉ＋Ｃ复合系热爆反应合成Ａｌ／ＴｉＣ的反应过程及生成相组成的影响。实验结果表明：随着Ａｌ含量的增加，反应温度降低，反应时间延长，但反应起始温度几乎没有变化；Ｃ／Ｔｉ对反应温度和反应时间有很大的影响，但对反应起始温度影响很小。在对生成相组成的研究中发现：当Ｃ／Ｔｉ＝１．２５、Ａｌ含量不大于６０ａｔ％和Ｃ／Ｔｉ＝１、Ａｌ含量不大于５０ａｔ％时，生成物只有ＴｉＣ；随着Ａｌ含量的增加，生成Ａｌ＿３Ｔｉ的量增加，并通过热力学理论对反应合成自由能进行了计算，计算结果与试验结果相吻合。另外，通过扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对生成的ＴｉＣ的组织形貌进行了观察。结果表明：生成的ＴｉＣ尺寸均匀，约为０．３～０．８μｍ，大多数呈球状，部分为块状。     

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。     

燃烧条件对自蔓延高温合成Al2O3/AlB12复相陶瓷粉体特性的影响

以铝、B₂O₃为原料,利用自蔓延高温合成（SHS）制备了Al₂O₃／AlB₁₂复相陶瓷粉体,研究了燃烧条件对粉体特性的影响．结果发现,经球磨处理后,复相陶瓷粉体中Al₂O₃的平均粒径为3～4μm,AlB₁₂的粒度为亚微米级．粉体的比表面积为～1m²／g．燃烧过程中B₂O₃易于挥发,并在合成产物的表层生成B₂O₃和9Al₂O₃·2B₂O₃副产物相．在较低压力的氩气中进行合成,可以减少副产物相,获得纯度较高的复相陶瓷．与实际测量的燃烧温度对比发现,按照化学反应式13Al＋6B₂O₃＝6Al₂O₃＋AlB₁₂,通过热力学计算得到的绝热燃烧温度明显偏高．     

燃烧合成法制备TiB2-Al2O3复相陶瓷的组织结构及形成过程分析

采用自蔓延燃烧合成法在室温下的空气中制备出了TiB2-Al2O3复相陶瓷,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明,合成的产物纯净,无中间相,TiB2的形貌为规则的块状,晶粒细小,平均尺寸为(2～5 μm),弥散的分布在晶粒较大的Al2O3(40～50 μm)四周,而Al2O3的形状不是很规则.该反应不同于一般的元素直接合成,而是由熔化-还原-化合组成的三步反应过程构成.     

激光引燃自蔓延合成TiC／Al基复合材料研究

采用激光引燃自蔓延高温合成法,通过改变激光功率和成分配比制备了TiC陶瓷颗粒增强的Al基复合材料。利用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对自蔓延合成产物的相组成和显微组织进行研究。结果表明,通过激光引燃自蔓延法可以合成高纯度的TiC／Al基复合材料。随着激光功率升高,引燃时间缩短,合成的复合材料中TiC颗粒的尺寸和孔隙率增大;激光参数不变时,随着Al含量的增多合成TiC颗粒尺寸逐渐变小,形貌由球状转变为多角状。     

Fe-Al/Al2O3陶瓷基复合材料

较系统地论述了Fe-Al/Al2O3陶瓷基复合材料的研究过程和应用开发前景，对所研材料的制备科学及材料强韧性机理等一并给予了阐述。     

Al2 O3/Al 复合涂层对贫铀的保护性能研究

为探讨Al2O3/Al复合涂层在贫铀表面保护中应用的可行性,采用盐雾腐蚀试验和磨损试验方法,结合SEM/EDS和XRD表征,分析了贫铀表面Al2O3/Al复合涂层的保护性能.结果表明,贫铀表面反应磁控溅射Al2O3/Al涂层没有明显的腐蚀特征,而等离子喷涂Al2O3/Al涂层发生了严重的腐蚀剥落现象.Al2O3/Al涂层表现为磨粒磨损行为,抗磨损性好.作为对比样的贫铀表面Al涂层则表现为粘着磨损行为,抗磨损性差.讨论了贫铀表面涂层的腐蚀和磨损行为.