自蔓延高温合成氮化硅的生长机理

通过放气法观察到了短棒状β-Si3N4以气-液-固(VLS)机制生长的中间形态．以气-液-固机制生长的β-Si3N4所需的液相依赖于反应物中的含氧杂质，而非反应物中的金属杂质，或氮气中的杂质氧气和水蒸汽等．在生长过程中，液相不断析出β-Si3N4，氧需在液-固中重新分配，使得液相中的氧逐渐减少，并得不到补偿，所以β-Si3N4长成短棒状．增加反应物中的氧含量，可以得到高长径比的β-Si3N4．氮气中适量的杂质氧气和水蒸汽有利于提高产物中Si3N4的α相与β相的比例．     

自蔓延高温合成的过程机理与应用

本研究工作建立了碳化钛粉末SHS过程的传热和传质方程组,应用数学变换和误差函数分析求解了一维传热和传质方程组,获得了关于燃烧波结构的数学模型。利用这个数学模型预测新的结果。 应用化学炉法(Chemical Oven)研究了碳化钛SHS过程的中间产物TiC_x的组成。TiC_(0.5)是SHS碳化钛粉末的中间化合物。 利用录像机、放像机和编辑机研究了(Ti+αC+βTiC)(α=0.5、1.0;β=0、0.05、0.10、0.15)系统的燃烧波蔓延的振荡特征,获得了最佳稀释度。 提出一种制备碳化钛微粉的新工艺:SHS化学炉法(SHS Chemical-Oven)。SHS-CO法的碳化钛粉末,粒子的平均尺寸<10μm,粒子的形貌为三枝纺锤形,具有分形特征,分形特征与二维集团-集团聚集生长过程的模拟结构类似。利用n体联合聚集生长模型建立了SHS碳化钛粒子尺寸演化过程的模型,模型结果与Merzhanov等人的实验值吻合,也与本研究的结果吻合。还探讨了SHS离心涂覆陶瓷衬里钢管的工艺。     

自蔓处视温合成氮化硅的生长机理

通过放气法观察到短棒状β-SiN4以气－液－固（VLS）机制生长的中间形太，以气－液－固机制生长的β-SiN4所需的液相依赖于反应物中的含氧杂质，而非反应物中的金属杂质，或氮气中的杂质氧气和水蒸汽等，在生长过程中，液相不断析出β-SiN4，氧需在液－固中重新分配，使得液相中的氧逐渐减少，并得不到补偿，所以β-SiN4长成短棒状，增加反应中的氧含量，可以得到高长径比的β-SiN4，氮气中适量的杂质氧气和水蒸汽有利于提高产物中β-SiN4的α相与β相的比例。     

自蔓延冶金法制备TiB2、LaB6陶瓷微粉的研究

在分析和综述大量文献以及多年研究工作的基础上,针对硼化钛和六硼化镧在制备方面存在的问题,提出了自蔓延冶金制备陶瓷粉末的方法.首次系统地研究了自蔓延冶金法制备TiB2的各个环节(SHS、浸出和表征),获得了优质的TiB2微粉.TiB2微粉的平均粒径达0.41μm,比表面积5.685m2/g,晶格常数a＝3.033,c＝3.230.在粒径、比表面积和纯度等性能方面均优于文献报导值.粒度分析表明,通过改变初始条件(稀释剂MgO、TiB2,压坯压力),可以改变TiB2颗粒分布.考察了然烧模式和热爆模式两种自蔓延过程;分别研究了预热温度、压坯致密性(或孔隙度)和稀释剂对SHS燃烧波传播速度、燃烧温度的影响.并测量了热爆模式的起爆温度.建立了宏观分层的动态模型.利用SEM和微区分析技术对SHS产物形貌和显微结构进行了分析和研究.提出了TiB2微粒在氧化镁颗粒间隙和在氧化镁颗粒内部生长的两种机制,该机制能很好地解释粒度分布出现的不连续性.采用同样的方法成功地合成了LaB6微粉,为稀土硼化物的制备找到了一个简便易行的新方法.从热力学和动力学的不同的角度研究了TiO2+B2O3+Mg和La2O3-B2O3+Mg间的反应过程.并确定了相应反应的动力学参数.     

自蔓延燃烧合成β-Si3N4棒晶

采用自蔓延高温合成（SHS），在高压氮气中成功地合成了β－Si3N4棒晶，研究了中不同量Y2O3对自蔓延燃烧合成β－Si3N4棒晶长径比的影响。结果表明，Y2O3添加量有一个最佳范围，当Y2O3的添加量在2wt％－5wt％时，棒晶生长均匀，长径比约为8．通过铜坩埚吸热淬火的方法，观察到β－Si3N4棒晶不同生长阶段的显微形貌，从而推测其生长机理为VLS和VS两种机理协同作用的结果。本文对β－Si3N4棒晶生长的反应历程也进行了阐述。     

自蔓延高温合成理论研究与进展（一）

本文简要介绍了固体火焰现象的科学发现和发展。系统地阐述了ＳＨＳ的体系类型，燃烧方式，燃烧机理，燃烧热力学，燃烧理论与数学模型，结构宏观动力学，燃烧化学合成和高温下的化学反应动力学理论研究的历史与现状。简要介绍了相关实验方法及进展。     

致密TiC-Al2O3复合陶瓷材料的自蔓延高温合成

本文通过自蔓延高温合成结合准热等静压法制备出了致密度为９７．２％的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷,分析了合成产物的结构,组织和性能。结果表明,复合陶瓷由近乎球形的ＴｉＣ颗粒和不规则的Ａｌ２Ｏ３相组成,ＴｉＣ和Ａｌ２Ｏ３之间的界面光滑。     

自蔓延高温合成Ti2SnC粉体及反应机理的研究

采用自蔓延高温合成技术制备了Ti_2SnC粉体材料,利用XRD、SEM、EDS、TEM及DTA等分析手段对其形貌结构进行表征,在室温条件下其晶格参数a和c分别为3.186和13.630。分析了Ti2SnC的形成机制。在Ti-Sn-C反应体系中,Sn在232℃时熔化为液态,随着温度的升高,钛包裹在碳的外面形成钛碳层,继续加热Ti和Sn反应生成Ti-Sn金属间化合物TixSny,如Ti_6Sn_5和Ti_5Sn_3,在800℃左右钛碳层形成了TiC,在1100℃左右TiC与TixSny发生反应生成类盘状的Ti_2SnC。     

镍源对自蔓延高温合成Ni0.35Zn0.65Fe2O4的影响

在空气中（无磁场）和1.3T外磁场下, 采用Fe、Fe₂O₃、ZnO、NaClO₄分别与Ni粉、NiO和NiCO₃进行了自蔓延高温合成Ni_0.35Zn_0.65Fe₂O₄的实验研究, 用红外测温仪测试坯料的燃烧温度, 应用XRD、SEM和VSM分别观察镍源变化对燃烧产物和烧结后样品性能的影响. 结果表明：采用氧化亚镍和镍粉得到的镍锌铁氧体样品无杂相存在, 磁性能较好, 有较低的矫顽力和较大的比饱和磁化强度; 采用碳酸镍自蔓延高温合成的镍锌铁氧体含有杂相, 磁性能也相应较差. 在外磁场下自蔓延高温合成镍锌铁氧体的比饱和磁化强度得到了一定的提高. 镍粉可以取代氧化亚镍作为自蔓延高温合成镍锌铁氧体的镍源.     

自蔓延高温合成法制备TiB2/TiC复合陶瓷

以Ti、B4C和C粉末为原料，采用自蔓延高温合成与同时致密化工艺（SHS/PHIP）制备合成了不同原料配比的TiC-TiB2复合陶瓷，确定了反应原料的最佳配比为：Ti:B4C=3:1（摩尔比），X射线及SEM分析表明，制备的产物纯净，无中间相的出现，而且由于TiC/2TiB2复合陶瓷组织中长条形状TiB2相的存在，使得该材料的力学性能得到了提高。     

高能球磨制备TiB2/TiC纳米复合粉体

研究了通过高能球磨制备TiB2/TiC纳米复合粉体的反应过程和机理,对粉体的显微结构进行了表征。实验结果表明,采用金属Ti和B4C为原料,在球磨过程中,TiC先于TiB2形成。球磨5h后Ti与B4C反应生成TiB2和TiC,在随后的长时间高能球磨过程中TiB2和TiC两相保持稳定。球磨30h后,直径约8nm的TiC纳米粒子分布在100-200nm的TiB2粒子中,形成均匀分布的纳米TiB2/TiC复合粉体。     

热压烧结TiB2陶瓷的显微结构和力学性能研究

以Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３为烧结助剂,通过热压制备了ＴｉＢ２陶瓷,研究了烧结温度,烧结时间和晶化处理对材料的显微结构和力学性能的影响。实验结果表明,随着烧结温度的升高,烧结体失重增加,其抗弯强度和断裂韧性降低,烧结时间延长,其显微结构的均匀性降低,对力学性能不利。晶粒直径对ＴｉＢ２陶瓷的力学性能有重要影响,晶化处理能够导致晶界析出ＹＡＧ相,从而提高ＴｉＢ２陶瓷的高温抗弯强度。     

氢氧焰燃烧合成核壳结构纳米 TiO2/SiO2复合颗粒及机理分析

利用多重射流氢氧焰燃烧反应器，通过控制进料方式，以TiCl4和SiCl4为原料合成了具有典型核壳结构的纳米TiO2／SiO2复合颗粒，并分析了氢氧焰燃烧合成过程中核壳结构的形成机理．在纳米TiO2／SiO2复合颗粒中，无定形的SiO2均匀地包覆在晶态TiO2颗粒表面形成核壳结构，引入SiO2不但有效抑制TiO2晶粒的生长，而且抑制了锐钛相向金红石相的转变．在TiCl4和SiCl4次序进料时，TiCl4优先反应并通过成核生长生成TiO2纳米颗粒，SiCl4反应生成的SiO2通过在TiO2颗粒表面非均相成核生长，形成核壳结构的纳米复合颗粒．     

热分解法制备的Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极性质研究

研究了热分解法制备的Ti／SnO2 Sb2O3／PbO2电极性能以及该电极在硫酸溶液中作阳极使用的电化学特性．ESEM实验结果表明，所制备的锡锑中间层表面致密有序，能有效阻止新生态氧向基体扩散，延缓了绝缘的TiO2层生成．循环伏安曲线表明在析氧过程中，电极表面的组成会发生改变．所制电极在电流密度为4．0A／cm^2、60．0℃、1．0mol／LH2SO4溶液中作阳极使用时其寿命可达30h．     

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.     

TiB2/FeMo陶瓷的显微结构与力学性能

以Fe-Mo为助烧剂，通过热压制备了TiB2陶瓷．研究了烧结温度、烧结时间对材料显微结构和力学性能的影响，分析了烧结致密化过程．实验结果表明，随着热压烧结温度升高，材料抗弯强度、洛氏硬度出现峰值，热压烧结时间延长，抗弯强度有所下降．液相烧结的重排阶段致密化速率最快．     

熔盐法合成SrBi2Ta2O9粉体

采用熔盐法合成了纯的铋系层状结构的SrBi2Ta2O9粉体，采用XRD和SEM等手段对粉体的结构和形态进行了分析，并与固相法进行了比较，结果表明熔盐法所得粉体形状呈片状，无团聚现象，对影响粉体颗粒尺寸和形状的因素进行了考查，并对熔盐法合成SrBi2Ta2O9粉体的机理进行了讨论。     

水热法制备过程中TiO2纳米纤维成形机理研究

采用水热法制备出φ20～30nm, 长度达微米级的TiO2纳米纤维, 以XRD、TEM、IR等手段对不同工艺条件下获得的产物晶型结构、微观形貌以及化学组成进行了表征, 对TiO₂纳米纤维成形机理进行探讨, 并就洗涤过程中pH值对纤维结构的影响进行分析. 结果表明, TiO₂纳米纤维的形成机理可能是锐钛矿型TiO₂纳米颗粒在强碱作用下生成K₂Ti₆O₁₃颗粒, 小颗粒沿一定晶轴生长, 遵循溶解-生长机理, 逐渐长成纳米纤维. 清洗溶液的pH值对产物的成分和结构有较大影响, 通过控制清洗溶液的pH值和热处理温度, 可以获得组成分别为K₂Ti₆O₁₃、H₂Ti₃O₇和TiO₂的纳米纤维. 在pH=7、80℃烘干条件下得到的主要是H₂Ti₃O₇纳米纤维, 400℃煅烧后转变为TiO₂纳米纤维.     

疏水型SiO2气凝胶

以多聚硅为硅源,通过溶胶、凝胶、表面修饰及超临界干燥过程制备出了疏ｉＯ２气凝胶,表面修饰后ＳｉＯ２气凝胶孔洞由修饰前的２３．１ｎｍ减小到１８．２ｎｍ,比表面积由有的４７７ｍ＾２ｇ＾－１增加到５６３ｍ＾２ｇ＾－１,骨架颗粒比修饰前略大,饱和水蒸汽吸附量由吸附前的０．０４（重量比）降低到０．００１２,且与水不浸润。     

ZrO2掺杂对SnO2薄膜电性及气敏性的影响

本研究不用金属醇盐而以无机盐ＳｎＣｌ２．２Ｈ２Ｏ为主体原料，以Ｚｒ（ＯＣ３Ｈ７）４为掺杂剂，无水乙醇为溶剂，采用溶胶－疑胶Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）工艺制备了不同ＺｒＯ２掺杂份量的ＳｎＯ２薄膜，发现ＺｒＯ２薄膜在常温下对Ｈ２Ｓ气体具有较好的气敏性能，同时本文研究了ＺｒＯ２掺杂份量对ＳｎＯ２薄膜导电率及气敏性能的影响。