Mg-TiO2/Al-TiO2体系自蔓延高温合成反应热力学分析

计算Mg-TiO2和Al-TiO2体系自蔓延高温合成反应的吉布斯自由能、绝热温度、Ti的熔化率、Mg的汽化量.结果表明,Mg-TiO2/Al-TiO2体系很容易发生自蔓延高温合成反应,并且体系中存在生成多种Ti的低价氧化物的反应.Mg-TiO2体系的绝热温度随着Mg含量的增大而呈降低趋势,当Mg过量小于0.5mol时,体系的绝热温度在1800K以上.Al-TiO2体系的绝热温度也随着Al含量的增大而呈降低趋势,但随着预热温度的升高而升高.Mg-TiO2和Al-TiO2绝热温度曲线上出现的平台是由于Ti的熔化吸热所致.在反应过程中,由于Mg大量汽化,所以要使反应进行完全,配料时应适当地增加Mg的含量.     

碳源对自蔓延高温合成TiC-Al2O3/Fe3Al复合材料的影响

以天然钛铁矿为主要原料,采用自蔓延高温合成（SHS）技术,通过铝热、碳热还原法合成了金属间化合物／陶瓷基复合材料。探讨了碳源（石墨和碳黑）对FeTiO3-Al—C体系自蔓延高温合成过程及产物结构特征的影响。结果表明：石墨作碳源燃烧合成的TiC更接近于化学计量比的TiC,且TiC颗粒较粗,燃烧温度、燃烧波速度均较高,反映了碳源结构差异对燃烧合成的影响。     

“化学炉”辅助燃烧原位合成SiC/MoSi_2复合材料

以Mo、Si和C单质粉为原料,采用自蔓延原位合成技术制备10%SiC、20%SiC(体积分数)强韧化MoSi2复合材料,并从理论上计算了自蔓延燃烧反应绝热温度.结果表明,常规自蔓延能够合成10%SiC/MoSi2复合粉体,而通过"化学炉"辅助燃烧能够合成20%SiC/MoSi2材料.复合粉末主要由MoSi2和SiC相组成,SiC颗粒分布均匀,与MoSi2基体结合良好,其断裂机理为穿晶断裂.     

白云石真空铝热法提炼金属镁

以白云石为原料,以铝粉为还原剂在真空条件下提取金属镁,研究影响还原工艺的因素.结果表明,温度、时间和压样成型压力对还原反应的影响顺序为温度>成型压力>时间,还原反应受扩散步骤控制,金属镁蒸气的蒸气压对反应的进行起主要作用.最佳还原工艺条件为还原温度1300℃、反应时间1h、成型压力300MPa,镁还原率为92.99%.真空度对结晶镁的形态产生影响,真空度高于2×104Pa时,结晶镁形态为树枝状或针状,真空度低于3.5×104Pa时,形成块状金属镁.     

自蔓延燃烧合成Al-Ti-C晶粒细化剂的稀释及其效果

研究自蔓延燃烧合成（SHS）法制备的Al-Ti-C铝合金晶粒细化剂的稀释过程以及晶粒细化效果.结果表明,用自蔓延燃烧合成（SHS）技术制备出的Al-Ti-C合金中含有大量可以作为细化相的Al3Ti和TiC颗粒,可以作为铝及铝合金的新型晶粒细化剂.SHS直接合成Al-Ti-C中大量的Al3Ti和TiC颗粒会发生团聚现象,为获得分散且细小的粒子使其细化性能优异,必须对其进行稀释处理.考虑粒子存在的形态以及工业生产的影响,稀释的温度选择在1073K左右,保温时间为15min为宜.稀释后的Al-Ti-C晶粒细化剂具有良好的细化性能.     

SiGw/MoSi2的化学炉自蔓延高温合成及反应过程研究

采用"化学炉"自蔓延高温合成(COSHS)技术,成功地原位合成了SiCw/MoSi2复合粉体.通过在原料中引入Si3N4晶须,在产物中获得了SiC晶须.XRD结果表明,产物中除了主要的MoSi2和SiC相,还含有少量的Mo4.8SiC0.6.研究了中间产物的相组成和反应过程中的温度变化,指出"化学炉"自蔓延合成SiCw/MoSi2复合粉体的反应过程包括如下两步反应:①Mo与Si自蔓延反应生成MoSi2;②Si3N4与C反应生成SiC和N2.     

SiCw／MoSi2的化学炉自蔓延高温合成及反应过程研究

采用“化学炉”自蔓延高温合成（COSHS）技术，成功地原位合成了SiCw／MoSi2复合粉体。通过在原料中引入Si3N4晶须，在产物中获得了SiC晶须。XRD结果表明，产物中除了主要的MoSi2和SiC相，还含有少量的Mo4.8SiC0.6。研究了中间产物的相组成和反应过程中的温度变化，指出“化学炉”自蔓延合成SiCw／MoSi2复合粉体的反应过程包括如下两步反应：①Mo与Si自蔓延反应生成MoSi2；②Si3N4与C反应生成SiC和N2。     

热爆合成Al—Ti—C组织转变规律的高温X射线衍射研究

采用高温X射线衍射原位观察Al-Ti-C热爆合成产物的物相变化,通过扫描电镜(SEM)分析合成产物的组织形貌,探讨热爆合成Al-Ti-C组织转变规律.结果表明.Al-Ti-C热爆合成反应过程分为Al熔化、Al-Ti反应生成Al3Ti、反应生成TiC三个阶段,反应温度对Al-Ti-C热爆合成产物成分与组织形貌有重要影响,800～1200℃合成产物均由Al,Al3Ti,TiC三相组成,800℃时在铝基体中析出细小块状Al3Ti,随反应温度升高而长大,1000℃时首先析出TiC粒子于铝基体中,进而1200℃时析出于Al3Ti表面.     

Ti-48Al粉末压坯烧结过程的内耗行为研究

利用内耗测量技术研究了Ti/Al二元复合粉末压坯的烧结行为。升温测量过程中发现了两个典型的内耗峰,然而这两个内耗峰在随后的降温测量过程都消失了。实验结果表明,低温内耗峰的内耗机制为Al/Al颗粒之间烧结颈的形成,即再结晶过程;高温内耗峰产生于Ti/Al颗粒之间的固相扩散反应(Kirkendall效应)和Ti/Ti颗粒之间的再结晶过程,是一种综合机制。     

蓄热式钢包烘烤器钢包内衬温度分布数值分析

为了分析蓄热式钢包烘烤装置的加热均匀性，在连续性方程、动量方程和能量方程基础上，建立了多人口、多出口的非稳态钢包烘烤数学模型。采用k-ε模型和修正的速度-压力耦合算法SIM-PLEC，针对耦合流体流动、燃烧和换热过程，对不同气体预热温度下钢包内衬温度分布进行数值研究，并进行实验验证，数值计算结果与实验及工程现象基本吻合。研究结果表明，采用高温空气燃烧技术的蓄热式钢包烘烤器，能够有效提高钢包的烘烤速度和加热均匀性；气体预热温度越高，高温低氧燃烧特性越明显，包衬终点温度越高，温度均匀性也越好。