直流电弧等离子体制备氮化物纳米粒子

采用直流电弧等离子体设备(自行研制)制备金属氮化物纳米粒子,探讨了直流电弧等离子体条件下(高的热性能、高的化学反应活性、高的冷却速率、可控的气氛)氮化反应机理和金属氮化物纳米粒子的成核、生长机制.研究结果表明:反应温度和过饱和度及反应气体压力是影响成核、生长速率与临界成核半径的主要因素,冷却介质是影响产物粒度的关键因素.调整适当的工艺参数,可制备出平均粒径小于20 nm的AlN和小于80 nm的TiN纳米粒子,粉末粒径分布窄,形貌均匀且无团聚.     

La1-xSrxMnO3-δ复合氧化物的自蔓延高温合成

采用自蔓延高温合成法(SHS)制备La1-xSrxMnO1-δ复合氧化物。当y=0．6时，合成出的产品是纯的La1-xSrxMnO3-δ粉末；研究了La2O3-SrO2-Mn-KMnO4合成系统在加热过程中的物理化学变化规律，在600℃左右La1-xSrxMnO3-δ主相已经形成；从化学动力学的角度用扩散过程机理解释了燃烧温度与燃烧速度的关系，随着y值的减小，即Mn含量的增加，燃烧反应速度有一峰值，而燃烧温度随着Mn含量的增加有所上升，当温度升至1473K时，燃烧温度曲线有一平台，上升缓慢；以及添加稀释剂后对燃烧温度和燃烧速度的影响，随着稀释荆加入量的增加，燃烧温度和燃烧速度都减慢。     

TiB2陶瓷与Mo金属的燃烧反应焊接

采用燃烧反应工艺焊接了TiB₂陶瓷与金属Mo,对中间反应层生成物进行了XRD物相分析,对焊接界面结合情况进行了电子探针分析。温度和中间层组分对焊接件的抗弯强度和抗剪切强度有一定的影响。分析表明:抗弯强度在焊接温度为1500℃,中间层Mo含量为80wt%时达最大值;在焊接温度为1500℃,中间层组分中含Mo为40wt%时所得焊接件抗剪切强度值达最大。     

脉冲电流加热条件下原子的扩散研究

脉冲电流热加工(pulse electric current heat treatment,PECHT)具有低温、快速的特点。研究了脉冲电流烧结过程中温度和脉冲比对Fe烧结体性能的影响,并与相同温度、压力和保温时间下辐射加热热压烧结的Fe烧结体进行了比较。结果表明：脉冲电流烧结在较低温度下样品就能获得更高的致密度。脉冲比(ON／OFF)对烧结有很大影响,说明脉冲电流加热促进了颗粒之间的原子扩散。同时,脉冲电流加热烧结和辐射加热烧结过程中Al2O3和Cu的收缩曲线也为脉冲电流加热条件下扩散加强提供了佐证。2种加热条件下接触线之间原子扩散的研究表明：脉冲电流加热促进了原子的扩散。     

NiAl金属间化合物纳米晶的制备及特性

采用自蔓延高温合成法制备了ＮｉＡｌ金属间化合物，对合成的ＮｉＡｌ粉末进行高能球磨处理。Ｘ－ｒａｙ衍射分析表明：长时高能球磨处理后的ＮｉＡｌ粉末，其晶粒度显著减小，处理２００ｈ后，可获得晶粒尺度为３ｎｍ的ＮｉＡｌ纳米晶粉，这种纳米粉的显微硬度和比热与未处理的ＮｉＡｌ粉末相比有较大幅度的提高。     

TiB2—xFe体系SHS合成的热力学计算与实验

对ＳＨＳ法制备了ＴｉＢ２－ｘＦｅ系统复合材料进行热力学力学计算，得到了绝热燃烧温度同金属稀释剂含量，绝热燃烧温度同反应器预热温度等关系，依据热力学计算的结果对ＳＨＳ合成ＴｉＢ２－ｘＦｅ系统的过程机理进行了预测，并运用实验结果以验证。     

单相胶的化学组成对莫来石微观结构及红外透波性能的影响

用溶胶-凝胶法制备了质量比m(Al2O3)/m(SiO2)分别为72/28、74/26和76/24(称为样品72/28、样品74/26和样品76/24)不同组成的莫来石单相胶,将单相胶在1 000℃下热处理2h,然后用放电等离子烧结技术分别在1 450、1 500、1 550℃烧结10 min,样品相对密度均可达97%以上.对烧结体的微观结构进行扫描电镜分析,结果表明;随着先驱体组成中SiO2含量降低,长轴晶的形成温度升高.3种样品的红外透波率均随烧结温度的上升而下降,其中样品72/28由于晶粒大小和气孔尺寸均较小,其透波率均高于相应烧结温度的另外两个样品.样品74/26在1 550℃烧结时,由于形成的长轴晶的直径与红外波长相当致使散射损失严重,透波率急剧下降,而样品76/24由于等轴晶的尺寸与红外波长相当,再加上第二相的形成造成的散射,使其透波率均较低.     

ZrB2陶瓷的制备和烧结

采用自蔓延高温合成(Self-propagating high-temperature synthesis,SHS)技术和热压烧结(Hot pressing,HP)方法分别研究了Zr-B2O3-Mg和ZrO2-B4C-C体系反应原料的粒度和配比以及烧结温度对产物的影响规律,并烧结得到ZrB2陶瓷.采用X射线衍射和化学分析方法分析了材料的相组成,利用SEM和TEM观察了显微结构;并用阿基米德排水法测定了相对密度.结果表明:在Zr-B2O3-Mg体系中,50μm Zr粉和Mg过量15%(摩尔分数)的体系是最理想的SHS反应体系;SHS产物粒径、酸洗产物粒径和烧结体粒径分别为2～5μm、0.5～2.0 μm和2～10μm;酸洗产物组成为94.59%ZrB2、3.87%ZrO2和1.54%H3BO3(质量分数);烧结体为单相ZrB2陶瓷,相对密度为95.4%.在ZrO2-B4C-C体系中,B4C过量15%和C过量10%(摩尔分数)的体系是最理想的反应体系;烧结体相对密度为94%;烧结体组成为95.44%ZrB2、3.87%ZrO2、0.32?C和0.37%C(质量分数).     

球磨对放电等离子烧结TiB2陶瓷的影响

研究了不同球磨处理工艺获得的TiB2粉末的物相及颗粒形貌，不同的原始粉末对SPS烧结效果产生不同的影响。研究结果表明：球料比（5：1)、球磨8h的TiB2粉末具有最好的烧结效果，其SPS烧结温度为1700℃，比热压烧结纯TiB2低100℃左右；烧结体的相对密度达到99％以上，平均粒径约为5μm，与低温液相热压烧结相当。     

TiB2与BN复相陶瓷的渗流模型

试验结果证实,TiB₂与BN复相陶瓷的导电性能符合渗流理论,原料粉粒度配比下,其渗流阀值为V_c%=22.9%;原料粉粒度比的改变将改变渗流阀值,从而改变各配比下的电阻率值;TiB₂与BN在SPS系统中快速烧结,晶粒的尺度比与原料粉的粒度比基本保持一致。