MgO—B4C自蔓延高温合成的反应机理

对Ｂ２Ｏ３－Ｍｇ－Ｃ体系和Ｂ２Ｏ３－Ｍｇ体系不同加热速率下的ＤＴＡ曲线进行了分析。发现Ｂ２Ｏ３－Ｍｇ－Ｃ体系的自蔓延高温反应中,温度略低于６５０℃时Ｍｇ与Ｂ２Ｏ３发生强放热反应,释放出单质Ｂ;然后中间态Ｂ与Ｃ通过固态扩散反应生成Ｂ４Ｃ。     

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。     

硼砂对自蔓延高温合成ZrB2粉体的影响

以ZrO_2、Mg、B_2O_3及Na_2B4O_7为原料,采用自蔓延高温合成技术制备ZrB2粉体。通过FactSage7.0软件计算,从热力学角度研究了该反应体系发生自蔓延反应的可能性。采用X射线粉末衍射物相分析仪、场发射电子扫描电镜-能谱分析对最终产物的物相组成及显微形貌进行检测。分析结果显示,过量的Mg、B_2O_3可有效提高产物中ZrB_2的含量,Mg和B_2O_3分别过量40%(质量分数)、30%(质量分数)为Mg-ZrO_2-B_2O_3体系的较佳配比。基于上述优化配比,研究了用无水硼砂(Na_2B_4O_7)替换原料中B_2O_3对产物ZrB_2含量及晶粒尺寸的影响,当替换量达到15%(质量分数)时,ZrB_2的含量最高,并且随着Na_2B_4O_7替换量的增加,产物的晶粒尺寸由2μm减小至不足0.5μm。     

Ti-C-xFe体系自蔓延高温合成及机理

采用自蔓延高温合成新技术合成ＴｉＣ／Ｆｅ复合材料,研究了原料组份、粒度对合成过程及产物特征的影响。探讨了燃烧反应及结构形成机理。结果表明,随Ｆｅ含量的增大,燃烧合成温度降低,合成ＴｉＣ粒度变细,燃烧波速度在Ｆｅ含量为１０％（质量分数）时出现极大值。与碳黑作碳源对比,细粒石墨在反应合成过程中表现出更大的活性。用铜楔块燃烧波淬息法研究了合成过程。整个合成过程经历了金属的熔融、碳向熔融体中的溶解扩散、大团聚的形成、小的ＴｉＣｘ颗粒生长及ＴｉＣ长大等阶段。     

自蔓延高温合成镍铜锌铁氧体粉体研究

采用自蔓延高温合成(SHS)工艺制备了Ni0.25Cu0.25Zn0.5Fe1.96O3.94粉体,将铁氧体粉体分别在800、850、900℃进行热处理,以XRD、SEM、TG-DSC、振动样品磁强计(VSM)等手段分别对产物的物相、微观结构和磁性能进行研究.结果表明,SHS制备的NiCuZn铁氧体粉体经900℃热处理后可以转变成单一的尖晶石相,所得铁氧体粉体结构完整,矫顽力达到最小值,Hc=5 753.417 1A/m,同时饱和磁化强度达到最大值,Ms=68.34 emu/g.     

自蔓延高温合成AIN的研究

本文研究了Ｎ２压力、稀释剂含量及松装相对密度对自蔓延高温合成ＡＩＮ的影响。利用ＸＲＤ、ＳＥＭ及金相技术分析了产物的相组成、相分布及产物粉末形貌。并在Ｎ２压力较低的条件下合成了氮化基本完全的ＡＩＮ。     

自蔓延高温合成技术研究动态

综述了俄、美、中、日等国自蔓延高温合成技术的最新研究动向。简要评述了其发展趋势和应用前景。     

自蔓延高温合成技术及应用

本文综合介绍了近几年得到广泛应用的一种材料制备新方法-自蔓延高温合成的一般概念，基本原理和特征，结合加压技术，使材料的合成和密实化一步完成，并在制备陶瓷涂层，复合材料等方面具有独特优点和应用前景，今后应充分进行反应特性及与其它技术结合应用的研究。     

Cu-TiB2复合材料的自蔓延高温合成研究

通过电弧加热方式进行自蔓延高温合成Cu-TiB2的研究,采用粉末(Cu,Ti,B),按如下重量比例进行混合:90%Cu+10%(Ti+2B);80%Cu+20%(Ti+2B);70%Cu+30%(Ti+2B);60%Cu+40%(Ti+2B)50%Cu+50%(Ti+2B).分别用电弧对它们进行点燃并得到燃烧产物,应用热力学分析析,x-Ray衍射,差热(DTA)分析,光学显微镜等分析方法研究了合成工艺和燃烧产物的微观结构.结果表明:应用上述点热方式均可以合成Cu-TiB2.     

自蔓延高温合成AIN的研究

本文研究Ｎ２压力，稀释剂含量及松装相对密度对自蔓延高温合成ＡＩＮ的影响，利用ＸＲＤ，ＳＥＭ及金相技术分析了产物的相组成，相分布及产物粉末形貌。并在Ｎ２压力较低的条件下合成了氮化基本完全的ＡＩＮ。     

三元层状陶瓷Ti2SnC的研究进展

MAX相化合物由于兼具陶瓷和金属的综合性能而引起了广大研究者的关注,Ti_2SnC与其他M2AX相化合物相比很少被研究。Ti_2SnC具有高的韧性及模量、高的损伤容限、良好的导热导电性能及抗热震和抗氧化性能等。这些优异的性能使其成为高温结构和功能应用的潜在材料。文章主要综述了三元层状陶瓷Ti_2SnC的晶体结构、理论研究、合成方法、性能的研究进展,分析了利用不同方法合成Ti_2SnC的机理,并展望了其应用前景。     

Synthesis of Ti2SnC from Ti/Sn/TiC powder mixtures by pressureless sintering technique

Ti/Sn/TiC powder mixtures were first employed to synthesize Ti₂SnC powder by pressureless sintering in the temperature range of 950–1250 °C at vacuum atmosphere. Ti₂SnC began to form at 950 °C, its content increased with increasing temperature. High purity of Ti₂SnC was obtained by sintering the mixtures with deficient Sn and TiC at 1200 °C for 15 min. A reaction mechanism was proposed to explain the formation of Ti₂SnC. The Ti₂SnC powder was characterized by scan electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). Using the above mixtures and process, the Ti₂SnC ceramic powder can be obtained on a larger scale.     

自蔓延高温合成法合成金属陶瓷功能梯度材料研究进展

阐述了自蔓延高温合成法(SHS)制备的功能梯度材料的种类、特性及其应用前景,探讨了自蔓延高温反应合成金属陶瓷功能梯度材料的影响因素(合成原料、点火工艺、反应环境和辅助措施),并分三个阶段(准备阶段、合成阶段和后处理阶段)讨论了SHS法制备功能梯度材料应注意的技术问题,同时介绍了自蔓延法辅助其他工艺(SHS反应喷涂)制备梯度陶瓷材料技术,并提出了自蔓延高温合成法制备金属陶瓷功能梯度材料今后的发展方向。     

SHS法制备金属陶瓷功能梯度材料的研究现状

金属陶瓷功能梯度材料是一种新型耐高温、耐腐蚀的复合材料,其应用前景十分广阔。对自蔓延高温合成法(SHS)制备金属陶瓷功能梯度材料的种类、特点、应用背景以及制备工艺进行了详细论述,总结并分析了影响SHS法制备金属陶瓷功能梯度材料的因素,归纳出了SHS法制备金属陶瓷功能梯度材料的技术难点,最后对现阶段SHS法制备金属陶瓷功能梯度材料所存在的问题以及发展前景做了简要的分析。     

Polycarbosilane derived Ti3SiC2

Titanium silicon carbide (Ti₃SiC₂) ceramic was synthesized by in-situ reaction of metal titanium and polycarbosilane. Reaction mechanisms which lead to the formation of Ti₃SiC₂ were suggested on the basis of XRD analysis. The content of Ti₃SiC₂ reached 93% in products obtained from heating the Ti/polycarbosilane green compact at 1400 °C in Ar. The morphology and compositions of the products were examined by SEM equipped with EDX. The typical laminate structure of Ti₃SiC₂ particles with 1-4 μm in thickness and 4-15 μm in length was observed. EDX results showed that the atomic ratio of Ti:Si:C of grains is close to 3:1:2, which agrees with Ti₃SiC₂ composition.     

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。     

Synthesis and microstructure of layered-ternary Ti2AlC ceramic by high energy milling and hot pressing

Fully dense and single-phase Ti₂AlC ceramic was successfully synthesized by a high energy milling and hot pressing using Ti, C and Al as starting materials. The effects of composition of the initial elemental powders and sintering temperatures on the purity and formation of Ti₂AlC were examined. The formation mechanism for the single-phase Ti₂AlC ceramics was investigated by XRD in details, which could be described as follows: the most of initial elements reacted to form TiC and Ti–Al intermetallics; the intermetallics and the residual Ti and Al transformed to TiAl phase; and finally the TiAl intermetallics and the TiC reacted to yield Ti₂AlC.     

无压烧结Ti3SiC2/铝基复合材料组织与性能

MAX相具有独特的层状晶体结构,不但具备常用铝基复合材料外加陶瓷颗粒的性能特征,同时具有可与石墨媲美的摩擦性能.本文以Al粉、Si粉和典型MAX相Ti_3SiC_2为原料,采用冷压成型-无压烧结方法制备了Ti_3SiC_2/Al-Si复合材料,并通过金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析手段,研究了烧结温度、Si元素含量对复合材料组织与性能的影响.研究表明:随着烧结温度从500℃提高到700℃,复合材料致密度先上升后下降,摩擦系数先降低后上升,硬度逐渐增大至最大值并基本保持稳定;随着Si质量分数从0增加到20.7%,复合材料的致密度逐渐降低,硬度逐渐增大,摩擦系数先降低后增大,晶粒尺寸随之下降,12.5%Si晶粒最为细小;烧结温度为650℃,Si元素质量分数为12.5%的铝基复合材料具有最低的摩擦系数0.18,相应的硬度为62 HV,致密度为92.12%.XRD物相和扫描电镜组织分析表明,复合材料的主要相组成为Al、Ti_3SiC_2,及由界面反应产生的Al_4C_3和Al的氧化产物Al_2O_3.     

金刚石表面形成Ti3SiC2的反应机理

采用Ti、Si、TiC、金刚石磨料为原料,通过放电等离子烧结(SPS),制备了Ti3SiC2陶瓷结合剂金刚石材料.研究结果表明,Ti-Si-2TiC试样经SPS加热的过程中位移、位移率和真空度在1200℃时发生明显变化,表明试样发生了物理化学变化.XRD分析结果表明1200℃时试样发生化学反应生成了Ti3SiC2.随着温度升高,试样中Ti3SiC2含量逐渐增加.当烧结温度为1200℃、1300℃、1400℃和1500℃时,产物中Ti3SiC2含量分别为65.9%、79.97%、87.5%和90.1%.在Ti/Si/2TiC粉料中添加适量的金刚石5%和10%进行烧结,并未抑制Ti3SiC2的反应合成.SEM观察表明,金刚石与基体结合紧密,同时其表面生长着发育良好的Ti3SiC2板条状晶粒.提出了一种金刚石表面形成Ti3SiC2的机制,即金刚石表面的碳原子首先与周围的Ti反应生成TiC,然后TiC再与Ti-Si相发生化学反应,生成Ti3SiC2.