Self-propagating High-temperature Synthesis of Al2O3-TiB2 Coatings by Aluminothermic Reactions

The Al2O3-TiB2 coatings were fabricated on Q235 steel by self-propagating high-temperature synthesis(SHS)process using aluminothermic reactions with aluminum,titania,boron oxide and ferric oxide powders.The effect of the content of excessive aluminum in the reactants on Al2O3-TiB2 coatings was studied when only Al-TiO2-B2O3 system was used for preparation of the coatings.The results indicate that the combustion reaction cannot occur when excessive aluminum is over 40wt%and the coating has good quality when excessive aluminum is 20wt%.In order to improve the bonding of the coating and substrate and optimize the ratio of Al2O3/TiB2,composite reaction systems Al-TiO2-B2O3 and Al-Fe2O3 were used for the preparation of Al2O3-TiB2 coatings.The XRD result shows that the coatings contain FeAl intermetallic compound which can improve efficiently the interface bonding of the coating and substrate.The percentage of Al-Fe2O3 system in reactants has only a small effect on the hardness of Al2O3-TiB2 coating,which is about 22000 MPa(Hv),but has an obvious effect on the morphology and interface bonding of the coatings.     

利用铝灰和粉煤灰铝热还原氮化制备镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复相材料

以铝灰和粉煤灰为原料,以铝灰中的金属铝为还原剂在1550 ℃,3 h下进行原位铝热还原氮化制备镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复合材料.采用XRD分析了不同原料配比对合成产物物相的影响,并对制备的镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复相材料进行了显微形貌和性能表征.结果表明,当铝灰过量50%时,制备得到了镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复合耐高温材料,其中,尖晶石为富铝尖晶石,含量为45%;刚玉含量为25%,呈板片状;Sialon的含量为26%,其Z值为4,呈柱状形貌.此时其抗折强度最大,为183 MPa,显气孔率最小,为5.3%,体积密度为2.6 g/cm~3,洛氏硬度HRB的值为123.     

硼铁矿冶炼Fe—Si—B合金的工艺研究

建立了以辽东硼铁矿为原料，用碳热还原或碳－铝热还原冶炼Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ合金的工艺，测定了还时间和温度对合金中Ｂ，Ｓｉ，Ｃ含量的影响以及Ｃ含量与Ｂ和Ｓｉ含量的关系；用熔渣－金属平衡方法对合金进行脱Ａｌ，研究了碱度以及Ｂ２Ｏ３和ＳｉＯ２含量对合金中Ａｌ含量的影响。     

氧化镁含量对MgAl2O4/W复合材料组成和结构的影响

以铝热还原法合成了MgAl2O4/W复合材料.研究结果表明:通过调整氧化镁的含量可以获得含富铝尖晶石或富镁尖晶石与金属钨的复合材料.其中富铝尖晶石晶体发育完整,氧化铝含量大于80%.金属钨主要以等轴晶存在,约1～8μm.随氧化镁含量的增加,尖晶石的晶格常数逐渐变大.富铝尖晶石和富镁尖晶石具有不同的生长机理.     

真空铝热还原法制备金属Sr的热力学分析及实验研究

通过热力学计算,得出SrO被Al还原的化学反应自由能和还原反应临界温度,表明造渣反应和真空可有效降低化学反应自由能,由此将还原反应临界温度由标准状态的2244 K降低到1100 K以下.热力学计算、反应产物X射线衍射分析及56%产Sr率测量结果均表明,真空铝热还原法制备金属Sr实际上同时发生了2个反应.反应产物除蒸馏出的金属Sr(纯度为99.0%)外,残留渣团主要为3SrO·Al2O3,并掺有SrO·Al2O3.     

冰晶石熔盐介质中铝热还原月壤模拟样钛铁矿

以月球资源原位利用为目的,研究了在冰晶石熔盐介质中铝热还原钛铁矿制备铝钛铁合金。热力学计算表明,在960℃,铝热还原钛铁矿的相关反应在热力学上可以自发进行。在组成(质量分数,下同)为47.14%NaF-42.86%AlF_3-10%FeTiO_3的960℃冰晶石介质中进行铝热还原,研究还原剂用量和还原时间对合金产物的影响。还原产物用XRF、XRD、SEM和EDS进行分析。结果表明,合金产物中有Al、Ti、Fe和少量Si,产物的主要物相是Al_3Ti。随着铝用量的增加,合金产物中Ti的含量逐渐减少,而Fe的含量逐渐增加;随着反应时间的延长,产物中Al_3Ti的含量增加。在冰晶石熔盐体系中进行铝热还原2 h、还原剂用量为理论用量3倍时,铝中钛含量最高可达18.82%。低还原剂用量和较长还原时间在冰晶石熔盐介质中还原钛铁矿,可实现Ti/Fe分离;还原反应为原子态的铝还原溶解为离子态的Ti~(4+)得到Al-Ti合金。     

Mn添加对铝热反应制备的块体纳米晶Fe3Al组织的影响

通过铝热反应制备了Mn含量为5%、10%、15%(质量分数)的块体纳米晶Fe3Al材料,对材料进行了XRD、EPMA、TEM等分析表征.结果表明,合金元素Mn的加入使块体纳米Fe3Al材料的晶粒尺寸先减小后增大,材料的硬度随Mn含量的增加先增大后减小.     

合金元素对块体纳米晶Fe3Al材料磁学性能的影响

为了研究合金元素对块体纳米晶Fe3Al材料磁学性能的影响,通过铝热反应熔化法制备了纳米晶Fe3Al以及分别含Ni质量分数10%、Cr质量分数10%、Mn质量分数10%和含Ni质量分数10%-Cu质量分数2%的块体纳米晶Fe3Al.在振动样品磁强计(VSM)上测得合金的磁滞回线,分析其磁性能,采用X射线衍射仪进行结构分析和平均晶粒尺寸计算.结果表明:各样品的磁滞回线呈倾斜状且狭长,磁滞损耗很小;含Ni质量分数10%的样品饱和磁化强度Ms较大,剩余磁化强度Mr和矫顽力Hc较其他样品最小,具有较好的软磁性能;添加合金元素后几种材料的晶粒尺寸变小,磁性能有较大变化,合金元素对纳米晶Fe3Al块体材料的磁性能影响明显.     

Al2O3含量对Al2O3/W复合材料合成的影响

以铝热法为基础制备了A12O3/W复合材料，探讨了A12O3含量对复合材料合成的影响。研究表明：主要物相为α-A12O3、金属W。刚玉含量小于0．3时，温度影响不显著，大于0．3时，温度影响显著，有大量碳化物生成，且WC/W2C相对含量随A12O3含量增加及煅烧温度的提高而增加。当刚玉含量为0．5mol时，有正交晶钨酸铝生成。随刚玉含量变化，金属钨分布从连续分布向弥散分布变化。连续分布的金属钨因被氧化铝包裹因此难以碳化，而弥散分布的金属钨则易于被碳化。     

钒铁成分偏析影响因素及对策

介绍了V₂O₃电铝热法冶炼钒铁的特点,从钒铁冶炼工艺着手探讨了合金成分的偏析情况,得出了影响该合金成分偏析的主要因素,进一步对相关因素进行了分析,并针对性地提出了消除成分偏析的有关措施,对V₂O₃电铝热法冶炼钒铁生产具有一定的指导意义。