Al-TiO2-C-Ti-Fe体系的燃烧模式研究

采用与计算机相连的快速图像采集系统对Al-TiO2-C-Ti-Fe体系的燃烧模式进行研究。结果表明，燃烧波蔓延模式随着Fe含量的增中即绝热温度的降低，由稳定的平面燃烧逐渐转化为非稳定的多点波动燃烧，然而随着Fe含量进一步增加，燃烧模式又转化为稳定的平面燃烧。     

Al-TiO2体系SHS过程中反应特征的研究

采用DSC和激冷实验对Al-TiO2的SHS反应过程进行了详细的研究，结果表明，Al还原TiO2的过程为：液态Al在TiO2颗粒表面铺展并与Al反应，从而在TiO2颗粒周围形成中间产物层TiO2-x，此后还原过程不断通过氧在中间产物层TiO2-x中的扩散而进行。     

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￣１ｍ＾２／ｇ。     

燃烧合成AlN—SiC固溶体陶瓷

在氮气氛中,占燃铝粉,硅粉和碳黑的混合粉末,合成ＡｌＮ－ＳｉＣ陶瓷。研究了氮气压力和反应物配比对燃烧温度,燃烧波蔓延速度以及燃烧产物的影响。结合热力学解释了ＡｌＮ－ＳｉＣ固溶体的形成机理及反应次序。用扫描电镜观察了反应的形貌。     

添加Y2O3对复相Sm—Sialon陶瓷反应过程和材料机械性能的影响

在有关相关系研究基础上，设计和制备具有不同ａ－Ｓｉａｌｏｎ．β－Ｓｉａｌｏｎ比例的单稀土Ｓｍ复相Ｓｉａｌｏｎ陶瓷材料，研究Ｙ２Ｏ３的添加对Ｓｍ－Ｓｉａｌｏｎ复相陶瓷反应生成过程和致密化性能影响。结果表明：添加剂Ｙ２Ｏ３能促进ａ－ｓｉａｌｏｎ生成及反应过程中间产物（Ｙ，Ｓｍ）－黄长石消失，有利于材料的致密化和机械性能提高。     

自反应喷射成型复相陶瓷中的飞行粒子燃烧反应研究

基于Ti-B4C-蔗糖体系,自反应喷射成型了Ti(C, N)-TiB2复相陶瓷坯件,通过淬熄试验和碰撞试验,研究了喷射粒子的飞行燃烧与自蔓延反应特性.研究表明,在喷射过程中,喷射粒子在火焰场中经历受热、表面熔融、反应转化过程形成陶瓷熔滴;反应始于Ti的熔化,在整个喷射过程中伴有Ti的氮化和氧化;各喷射粒子独立地构成微自蔓延反应单元,整个喷射体系及过程不存在宏观的燃烧波和燃烧界面的移动;每个喷射粒子按自己的飞行轨迹,在不同时段发生自蔓延反应与转变,反应与转化程度主要取决于喷射粒子的尺寸与温度,粒度适宜、温度较高的粒子均转变为陶瓷液滴;所得喷射沉积坯件的致密度为97.7%,显微硬度为2029HV0.2,断裂韧性达6.0MPa·m1/2.     

原位合成复相陶瓷概述

原位合成是制备复相陶瓷的重要途径。概述了原位反应的类型、特点及研究现状。     

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.     

反应合成TiB2-TiC复相陶瓷球磨工艺研究

将球磨工艺引入超重力反应合成,制备TiB_2-TiC复相陶瓷。研究发现,随着球磨时间的延长,反应原料尺寸显著细化,其粒度最小可达2.2μm。机械球磨虽未能直接诱发合成反应,但有效地降低反应原料的点火温度及反应激活能,提高了实际反应温度,促使反应呈现"热爆"模式。XRD、FESEM与EDS结果表明,反应制备的陶瓷基体主要由TiB_2片晶、不规则的TiC相、Cr基金属合金相及Al_2O_3夹杂组成。延长球磨时间,不仅加速Al_2O_3液滴与陶瓷熔体液相分离,减少Al_2O_3夹杂及缩孔、缩松的含量,更促使陶瓷基体显微组织细化,提高其均质化水平。     

添加Sm-M''''和YAG的α/β-Sialon复相陶瓷的烧结反应过程

研究了在Sialon系统中分别引入10%的Sm-M'(melilite)和YAG(garnet)后的烧结反应过程.M系统(引入了Sm-M')在1600℃生成了富N过渡相Sm-M'.在烧结过程中M系统是富N的环境,有利于α-Sialon的形成,A系统(引入了YAG)在1350℃下生成的富O的过渡相YAG直到1700℃才消失.富O的环境阻碍α-Sialon的形成.     

Al-Ti-TiO2体系自蔓延高温合成及机理

采用自蔓延高温合成技术制备了TiAl/Al2O3复合材料,研究了原料配比对合成过程及产物特征的影响,结果表明,随着Al2O3含量的增加,燃烧温度和燃烧速度均增大,材料的致密度得到改善。Al2O3颗粒尺寸小于1μm,分布于基体交界处,有一定程度的团聚。通过差热分析研究了Al-Ti-TiO2体系反应过程,发现Al-TiO2还原较晚开始,但由于激活能低而速度较快,因此较早完成,TiAl3最早生成,但只作为中间产物存在,随后向TiAl和TiAl3相转变的过程为控制环节,其激活能也体现为总反应的激活能。     

Al-Ti-TiO2体系燃烧合成及其反应过程研究

利用Ａｌ－Ｔｉ－ＴｉＯ_２体系放热反应,采用自蔓延高温合成工艺。原位合成了ＴｉＡｌ基体和Ａｌ_２Ｏ_３颗粒,成功制备出ＴｉＡｌ／Ａｌ_２Ｏ_３复合材料．结合差热分析,通过对不同温度下反应产物相组成分析;对Ａｌ－Ｔｉ－ＴｉＯ_２体系燃烧反应过程进行了初步研究．结果表明,铝热还原反应是一个分步过程,先期发生的Ａｌ－Ｔｉ、Ｔｉ－ＴｉＯ_２反应降低了Ａｌ－ＴｉＯ_２还原反应的起始温度．     

Al2O3-Na2O-CaO-SrO系统富Al2O3区域固态反应的研究

用理学Ｘ射线衍射仪、ＴＧ－ＤＴＡ、ＩＲ－４４０ 红外光谱研究了Ａｌ２Ｏ３－Ｎａ２ Ｏ－ＣａＯ－ＳｒＯ系统富Ａｌ２Ｏ３ 区域固态反应。实验结果表明,煅烧过程固态反应的最终物相组成为Ｎａ２Ｏ·１１Ａｌ２Ｏ３,ＣａＯ·６Ａｌ２Ｏ３ ,ＳｒＯ·６Ａｌ２Ｏ３ 与α－Ａｌ２Ｏ３ 共存     

含稀释剂的Al-Cr2O3体系燃烧合成反应热力学分析与反应模型

对含稀释剂Al2O3和Cr2O3的Al-Cr2O3体系燃烧合成反应进行了热力学计算与分析,讨论了起始反应温度T0、稀释剂Al2O3和Cr2O3的含量对绝热反应温度Tad的影响,并得出T0与Tad在特定温度段上的近似线性关系以及该关系在指导材料成分设计上的应用;揭示了反应驱动力--Gibbs自由能(ΔG)随反应温度(T)的变化关系,得出该体系的反应为扩散控制型反应;结合实验结果与分析,描述了该体系热爆反应的微观模型.     

Al-Ti-TiO2体系燃烧合成及其反应过程研究

利用Al-Ti-TiO2体系放热反应，采用自蔓延高温合成工艺，原位合成了TiAl基体和Al2O3颗粒，成功制备出TiAl/Al2O3复合材料。结合差热分析，通过对不同温度下反应产物相组成分析，对Al-Ti-TiO2体系燃烧反应过程进行了初步研究。结果表明，铝热还原反应是一个分步过程，先期发生的Al-Ti,Ti-TiO2反应降低了Al-TiO2还原反应的起始温度。     

Al-TiO2-C体系中XD反应动力学机制的研究

采用热分析和显微组织分析的方法,研究了在XD工艺条件下Al-TiO₂-C体系的反应机制。合成反应剧烈的放热效应在试样内部形成的高温冶金微区促进增强粒子的合成及基体的合金化。反应在不同阶段有不同的反应机制,在快速反应阶段主要以溶解-析出-破裂机制进行,快速反应伴随的剧烈的放热效应在粒子内部产生的热应力是反应物破裂的主要原因。反应物的破裂加快了反应速度,细化了生成的增强粒子。      

SiC对反应烧结多孔Al2TiO5的物相及组织性能影响

本研究以γ-AlOOH、TiO₂和SiC为原料, 通过无压反应烧结制备了Al₂TiO₅多孔材料, 分析比较了SiC粒度和含量对合成产物的物相组成、显微组织、抗压强度、孔隙率和孔径分布的影响。结果表明: 反应产物的物相组成为Al₂TiO₅、Al₆Si2O₁₃、TiC、SiO₂和Al₂O₃, 还有少量未反应的TiO₂。SiC与TiO₂反应生成TiC和SiO₂, TiC颗粒弥散分布于多孔材料壁面或者骨架中, 而SiO₂进一步与γ-AlOOH分解出的Al2O3反应生成Al₆Si₂O₁₃晶须, 晶须交错分布于Al₂TiO₅颗粒之间或者孔洞中, 与TiC颗粒一起提高复合材料的抗压强度, 特别是采用小粒径SiC时, 对抗压强度的改善效果更加显著; 添加大粒径SiC后, 改变原有颗粒堆积状态, 可提高复合材料的孔隙率。但当SiC含量超过5wt%时, 因为生成较多低熔点的SiO₂, 部分填充于多孔材料的孔隙中, 部分则分布于Al₂TiO₅晶粒之间, 既减小孔隙率, 又降低晶粒间结合强度和试样的抗压强度。     

Fe~(3+)/Ti~(4+)赋存状态对钛酸铝/莫来石复合材料结构的影响

借助XRD、SEM和能谱分析仪等手段,研究了1 600℃煅烧中低品位矾土制备的钛酸铝/莫来石(Al_2TiO_5ss/3Al_2O_3·2SiO_2ss)复合材料经1 200℃保温12h后结构的稳定性。结果表明:高温煅烧中低品位矾土后,其合成材料的结晶物相组成为3Al_2O_3·2SiO_2ss、Al_2TiO_5ss和少量残存的方石英;Fe~(3+)或Ti~(4+)离子以不同形态赋存于结晶相(3Al_2O_3·2SiO_2ss和Al_2TiO_5ss)和非晶相。含Fe~(3+)/Ti~(4+)离子的3Al_2O_3·2SiO_2ss将Al_2TiO_5ss结晶相分割,使其蜷缩其间,并抑制Al_2TiO_5ss的分解;高温下,二者因组成元素相近而致使晶界融合,进而共同构建了体系牢固的致密骨架结构。由3Al_2O_3·2SiO_2ss和Al_2TiO_5ss等高温物相构成的致密结构将非晶相挤压于空隙结构的3Al_2O_3·2SiO_2ss晶间,避免了低熔点相富集带来的不利影响,进而赋予该Al_2TiO_5ss/3Al_2O_3·2SiO_2ss复合材料良好的结构稳定性。