原始Mg粉形状对Mg-B体系成相行为的影响

采用球形Mg粉(Q-Mg)、屑状Mg粉(X-Mg)和无定形B粉,按照MgB2的化学计量比充分混合后,在10 MPa的压力下压制成块材,分别在650,750和800℃下进行烧结.X射线衍射(XRD)结果表明,Q-Mg样品的成相速率远低于X-Mg样品.扫描电镜(SEM)观察显示,样品中的孔洞形状和尺寸依赖于初始Mg粉的形状和尺寸.差示扫描量热法(DSC)研究结果显示,两类样品在升温过程中,均先后发生了固-固反应、Mg熔化以及液-固反应.但是,由于球形粉末表面积较小,表面能较大,且表面原子活性较差,导致了Q-Mg样品的固-固反应起始温度比X-Mg样品高出53.7℃.基于DSC,XRD和SEM研究结果可知,球形Mg粉提高了固-固反应温度并延缓了低温下的Mg-B反应速率,但不改变MgB2晶体的形成和生长机制.     

镁热还原自蔓延高温合成硼化钛微粉的动力学

应用DTA技术分别测定了Mg与TiO2,Mg与B2O3及Mg与TiO2和B2O3之间的多相反应,分析了Mg,TiO2和B2O3三相可能存在的反应机制,应用Freeman-Carroll法和Kissinger法计算了反应的活化能和反应级数。结果表明Mg-B2O3-TiO2之间的反应为复杂的固-液-液反应,TiO2与Mg之间的固-液反应放出的强大热量诱发了B2O3和Mg之间的液-液反应,而Ti与B间的反应放出的热量反过来又促进前两者的反应。表观活化能在温度段760～858℃为E1=297kJ·mol-1,相应的反应级数分别为n1=0.8。采用Kissinger法计算的反应级数为0.9,与Freeman-Carroll法所得的n1=0.8基本一致。     

MgB_2掺杂SiC的相变过程

用自蔓延法(SHS)在锥形模具内成功淬熄(CFQ)MgB2掺杂8%SiC的反应.对不同温度区域试样的XRD、SEM、EDS进行分析.结果表明:在527～650℃时Mg和B颗粒接触以扩散方式在表面发生了固—固反应,Mg的表层初次形成MgB2,在650～700℃时,包裹在初次生成的MgB2内部未反应的Mg将熔化,液态Mg的活性大大提高,以扩散、渗透的方式通过初次生成的MgB2层与B原子发生液-固反应,MgB2相界面不断地向B原子方向推进,直到完全形成MgB2;700～750℃时掺杂的SiC大部分与MgB2反应生成Mg2Si,同时有一部分C原子进入到MgB2取代了B原子,并有少量MgB2分解形成MgB4和Mg。在形核结晶过程中由于反应时间短,温度梯度大,部分Mg来不及扩散就重新结晶。     

Mg-B烧结反应过程中孔洞形成研究

分别采用相同纯度（99．9％）和粒度（〈45μm）的球形和屑状Mg粉与无定形B粉，按照MgB2化学计量比均匀混合后，在10MPa的压力下压制成块。并在650，700，750，800和850℃温度下进行固态烧结反应制备了MgB2块材。采用浸入介质法测量MgB2块材的孔隙特征参数。结果表明，两类试样的孔隙率相近，并且都随烧结温度的升高而增大。扫描电镜分析显示，试样内的孔洞形状和尺寸与初始Mg粉的形状和尺寸紧密相关。基于Mg-B体系的反应模型，对该体系烧结过程中孔洞形成原因进行了分析。     

Mg-B二元系成相行为研究现状

综述了Mg-B二元系的相种类、相转化关系、相图以及扩散行为等基础性研究成果。分析了Mg-B二元系研究的难点所在及开展该体系研究工作的重要性，展望了该体系的未来研究发展方向。     

Thermal Reactivity of Nanostructure Al0.8Mg0.2 Alloy Powder Used in Thermites

采用双向球磨法,通过控制球磨时间和助磨剂的添加量,制备了具有纳米级晶粒度的Al-Mg合金,该合金很有希望应用为冲击引发含能材料中的固体燃料。结构表征表明,机械合金化处理后得到的 Al0.8Mg0.2呈粒状,且其表面存在大量尺寸约为15～30nm的纳米结构。另外,球磨后材料的晶粒度从原料Al的>100nm降低到Al0.8Mg0.2的 22.7 nm。热分析结果表明,Al0.8Mg0.2合金粒子具有很高的热反应活性。在空气中,Al0.8Mg0.2合金于熔化前就发生了明显的氧化还原反应,而这种固-气相反应在原料 Al 的 DSC 图谱中却没有出现,且Al0.8Mg0.2-O2体系的高温反应放热峰较Al-O2体系提前了33 ℃。从TG 图谱中可以看出,当加热温度达到1100 ℃后,有69.13%的 Al0.8Mg0.2被空气中的 O2氧化,而在相同的条件下原料 Al 只有 15.52%被氧化,可见原料 Al 的氧化效率远低于Al0.8Mg0.2。另外,对于Al0.8Mg0.2-Fe2O3铝热体系,其在合金熔化前也发生了显著的固-固相反应,该反应的活化能比随后的液-固相反应降低了331.664 kJ.mol-1,这表明由 Al-Mg 合金组成的铝热剂应具有优异的点火性能。     

铝热剂用纳米结构Al_(0.8)Mg_(0.2)合金粉末的反应活性(英文)

采用双向球磨法,通过控制球磨时间和助磨剂的添加量,制备了具有纳米级晶粒度的Al-Mg合金,该合金很有希望应用为冲击引发含能材料中的固体燃料。结构表征表明,机械合金化处理后得到的 Al0.8Mg0.2呈粒状,且其表面存在大量尺寸约为15～30nm的纳米结构。另外,球磨后材料的晶粒度从原料Al的100nm降低到Al0.8Mg0.2的 22.7 nm。热分析结果表明,Al0.8Mg0.2合金粒子具有很高的热反应活性。在空气中,Al0.8Mg0.2合金于熔化前就发生了明显的氧化还原反应,而这种固-气相反应在原料 Al 的 DSC 图谱中却没有出现,且Al0.8Mg0.2-O2体系的高温反应放热峰较Al-O2体系提前了33 ℃。从TG 图谱中可以看出,当加热温度达到1100 ℃后,有69.13%的 Al0.8Mg0.2被空气中的 O2氧化,而在相同的条件下原料 Al 只有 15.52%被氧化,可见原料 Al 的氧化效率远低于Al0.8Mg0.2。另外,对于Al0.8Mg0.2-Fe2O3铝热体系,其在合金熔化前也发生了显著的固-固相反应,该反应的活化能比随后的液-固相反应降低了331.664 kJ.mol-1,这表明由 Al-Mg 合金组成的铝热剂应具有优异的点火性能。     

Mg-Nd-Zr三元系相平衡研究

制备了Nd-Zr扩散偶和二元合金,通过EDS和差示扫描量热法分别测定了Nd-Zr相图端际固溶体的固溶度和平衡反应温度,利用CALPHAD方法建立了Nd-Zr二元系热力学数据库。重新优化了Mg-Nd二元系,评估并重现了Mg-Zr二元系。通过外推获得了Mg-Nd-Zr三元系的热力学数据库,以此为基础计算了该三元系在400℃下的等温截面相图,并制备了关键平衡合金对计算相图进行了验证。结果表明:Mg-Nd-Zr三元系的400℃等温截面相图主要由(Mg)-Mg41Nd5-(Zr),Mg3Nd-Mg41Nd5-(Zr),Mg3Nd-Mg Nd-(Zr),Mg Nd-(Nd)-(Zr)四个三相区组成。     

AlB2成相过程中的反应扩散

采用扩散偶法研究了原位烧结过程中AlB2的形成过程及成相控制环节。扩散实验表明:铝的扩散能力远大于硼的扩散能力,Al-B体系成相主要是通过Al向B扩散实现的;Al-B可以在固-固态和液-固态下发生反应生成AlB2相;固-固态下,相互接触的Al和B通过原子间相互扩散在接触处形成固溶活化区,AlB2相便在该活化区内形成。固-固态下控制Al-B反应发生的因素是Al原子穿越反应产物的扩散能力;液-固态下控制Al-B发生反应的因素是熔融态Al对固相产物的润湿性。     

铝热还原制备高钛铁的热力学和动力学

对金红石、钛铁矿、铝粉体系热力学进行了计算.结果表明:以Al、Ca、Mg、Ba、Li、Na等金属做还原剂是可行的,标态下反应的吉布斯自由能变化都很负,可以选用这些金属的合金作为复合还原剂.DSC动力学分析结果表明:Al还原TiO2、Fe2O3在1 000 ℃左右开始进行,而Al还原TiO2、Fe2O体系中添加CaO,反应滞后,在1 236 ℃左右发生反应.