TiC-Al2O3颗粒增强钢基复合材料的制备及耐磨性研究

选取Ti-C-Al-Fe2O3体系采用铸造/SHS(自蔓延高温合成)两种工艺相结合,成功制备出原位自生TiC、Al2O3两种陶瓷颗粒增强钢基复合材料.通过改变Ti-C-Al-Fe2O3体系稀土元素含量以及施加不同载荷等参数的变化,研究体系的耐磨性能.添加稀土CeO2加入量为0.8wt.%时,相对耐磨性为10.2,达到最大值;同一成分的材料随着载荷从7N增加到21N,相对耐磨性也进一步提高.     

Ti-C-Al-Fe_2O_3反应体系的热力学及形成产物的分析

针对Ti-C-Al-Fe2O3体系进行了热力学计算,并结合DSC及XRD分析,为研究该体系反应合成TiC,Al2O3提供了理论依据.计算结果表明:该体系在发生SHS反应时,可以生成TiC,Al2O3,Fe2Ti,TiAl3,Fe3C和Al4C3等产物,但TiC,Al2O3的热力学稳定性要远远大于Fe2Ti,TiAl3,Fe3C和Al4C3等相,因此,在1600℃的钢液引燃的SHS反应过程中,只能生成TiC,Al2O3两种产物.通过XRD分析也证明了在反应产物中只有TiC,Al2O3两种物质形成.     

自蔓延法制取锰铝中间合金的实验

首次将自蔓延高温合成法（self-propagating high-temperature synthesis,SHS）用于锰铝中间合金的制备。采用Miedema生成热模型、金属间化合物的双参数模型估算了锰铝中间合金的标准生成焓、标准熵及比热容。通过理论计算确定了Mn3O4-Mn2O3-CaO-Al反应体系的绝热温度。以Mn2O3、Mn3O4和CaO、金属Al为原料,进行了锰铝中间合金的自蔓延反应合成试验,采用化学滴定、X射线衍射以及光学显微镜的方法对产物进行分析。理论计算和实验结果表明：反应体系的绝热温度为3 160 K,确定了该体系进行自蔓延反应的可行性。采用自蔓延合成法制备出了锰含量高达78%以上的锰铝中间合金,拓宽了锰铝中间合金的生产工艺。     

自蔓延高温合成技术在铸造领域中的应用

通过介绍自蔓延高温合成技术的技术特点 ,分析了自蔓延高温合成技术在现代铸造领域的应用 ,阐述了SHS陶瓷内衬复合钢管制造技术、SHS熔铸技术、SHS熔铸涂层技术、SHS反应铸造技术、SHS反应铸渗涂层技术的原理、特点和应用条件 ,并展望了SHS铸造技术的发展趋势     

自蔓延高温合成V3TiNi0.56Al0.2贮氢材料

通过对反应体系的绝热温度计算及热力学分析,讨论了V2O5-TiO2-Al体系自蔓延反应进行的可行性.自蔓延高温合成了V3TiNi0.56Al0.2贮氢合金,利用X射线衍射分析(XRD)、能谱分析、扫描电镜(SEM)和金相显微镜等手段对产物进行了研究.结果表明,用自蔓延高温合成法与用其他方法制备的V3TiNi0.56Al0.2贮氢合金的相结构一样.PCT曲线表明该合金具有一定的吸放氢性能,饱和吸氢量为0.092 L/g,略低于其它方法制备的V3TiNi0.56Al0.2的饱和吸氢容量.     

自蔓延高温合成钒基固溶体贮氢合金的理论研究

提出采用自蔓延高温合成法制备钒基固溶体贮氢合金的新工艺.计算知NH4VO3-TiO2-Cr2O3-Ni-Al反应体系的绝热温度(Tad)为1 889.27 K,单位质量反应热为-2.67 kJ/g;对NH4VO3-TiO2-Cr2O3-Ni-Al反应体系的相关反应进行了热力学分析,表明体系生成V+Ti+Cr+Al2O3的趋势最大,生成物最稳定.确定了采用自蔓延模式的可行性.     

反应热喷涂Al2O3.TiO2陶瓷涂层性能的研究

利用自蔓延高温合成原理(SHS)结合传统燃气喷涂技术,研究了反应热喷涂工艺制备的Al2O3.TiO2基金属陶瓷涂层的性能。结果表明,铝热反应热喷涂技术能够促进涂层性能的提高。涂层平均结合强度达17.50MPa以上,平均孔隙率降低到5.50%以下。     

LISHS法制备TiC粉末的微观结构和相成分的分析

采用激光引燃自蔓延高温合成方法(LISHS)制备了TiC粉末.研究了Al含量、C/Ti原子比和激光平均能量对合成产物密度、相成分、微观结构、颗粒尺寸以及TiC的化学计量数的影响.试验结果表明:随着Al含量的增加,TiC颗粒尺寸减小;随着激光平均能量的增加,TiC颗粒逐渐从多角形向球形转变;随着C/Ti原子比的增加,体系中生成Al3Ti相的含量逐渐减少,生成TiC相的数量逐渐增加.     

自蔓延高温合成Al/Mg_2Si复合材料的淬熄试验

采用燃烧波前沿淬熄法研究Al/Mg2Si复合材料在自蔓延高温合成(SHS)过程中的显微组织演变规律.用扫描电子显微镜观察和分析淬熄试样中的显微组织,通过XRD分析合成产物的相组成.研究结果表明,反应直接生成了Mg2Si而没有中间产物,Mg-Si可以在较低的温度下发生固-固反应生成Mg2Si;在淬熄合成过程中Al始终没有参与反应.     

包容核废物的钛酸锶人造岩石SHS-致密化的影响因素

采用自蔓延高温合成(SHS)与加压致密一体化技术制备了包容锶核素(Sr2+)的钛酸锶(SrTiO3)人造岩石固化体. 通过实验分析SHS产物致密化的影响因素,确定了钛酸锶反应体系自蔓延高温合成时的最佳工艺参数:预制块相对密度为54%左右;预压力为10MPa,加压时间为4s;致密化时高压压力为300MPa,高压保压时间为8s.     

SiO2对重力分离-SHS法制备Al2O3/Fe复合管组织的影响

采用重力分离-自蔓延高温合成(Self-propagating High-temperature Synthesis，简称SHS)法制备了Al2O3／Fe陶瓷内衬复合管。分析了添加剂SiO：对复合陶瓷层的相组成、陶瓷层的表面质量以及对Al2O3／Fe过渡层的影响。XRD分析表明，陶瓷层主晶相为α-Al2O3、FeAl2O3，加入SiO2后可形成Al2SiO3硅线石。SEM观察发现，SiO2的加入量过多会降低过渡层的质量，使过渡层变薄，结合形式由冶金结合变为机械结合。     

自蔓延高温合成Al2O3-TiB2多孔陶瓷

自蔓延高温合成(SHs)是制备多孔陶瓷的一种新兴方法,在SHS技术的基础上结合传统制备方法中的发泡技术,在原料中添加只有在高温条件下才能分解,并全部转化为气体的发泡剂,制备出了Al2O3-TiB:多孔陶瓷,并使用XRD进行了晶体结构分析.宏观和SEM观察测得Al2O3-TiB2多孔陶瓷具有毫米级和微米级的孔梯度,用阿基米德法测得其孔隙率为65.1%.热力学分析得到绝热燃烧温度为2 646 K.     

机械诱发自蔓延反应合成Ti_3AlC_2的机理研究

以3Ti／Al／2C粉体为原料,采用机械合金化的方法以合成Ti3AlC2材料。研究结果表明,在机械合金化过程中诱发自蔓延反应,反应会产生大量坚硬的小块体颗粒,大小约为0．2-11mm。粉体的组成相为TiC、Ti3AlC2、Ti2AlC,而块体仅含有TiC和Ti3AlC2。获得的粉体和块体产物中Ti3AlC2含量分别约为63wt％和84．8wt％。提出了一个机械诱发自蔓延反应合成Ti3AlC2的反应机制,即Ti3AlC2是从固相TiC与Ti-Al液相中形核并长大。     

自蔓延高温合成及其表面涂层技术

自蔓延高温合成 (SHS)法是一种新兴的材料制备方法 ,而由此衍生的自蔓延高温合成表面涂层技术已成为一种重要的材料表面改性技术。介绍了自蔓延高温合成技术的基本原理、分类及其应用。自蔓延高温合成涂层技术有广泛的应用前景 ,特别是在石化工业中重要设备的防腐中有重要的作用 ,可以带来巨大的经济效益和社会效益。今后对SHS涂层技术的研究将集中在复杂形状工件、金属基板材的SHS涂层制备技术及利用添加剂改善SHS涂层性能等方面     

机械诱发自蔓延反应合成Ti3AIC2的机理研究

以3Ti/Al/2C粉体为原料,采用机械合金化的方法以合成Ti3AlC2:材料.研究结果表明,在机械合金化过程中诱发自蔓延反应,反应会产生大量坚硬的小块体颗粒,大小约为0.2～11mm.粉体的组成相为TiC、Ti3AlC2、Ti21C,而块体仅含有TiC和Ti3AlC2.获得的粉体和块体产物中Ti3AlC2含量分别约为63wt%和84.8wt%.提出了一个机械诱发自蔓延反应合成Ti3AlC2的反应机制,即Ti3AlC2是从固相Tic与Ti-A1液相中形核并长大.     

自蔓延高温合成及其表面涂层技术

自蔓延高温合成（SHS）法是一种新兴的材料制备方法,而由此衍生的自蔓延高温合成表面涂层技术已成为一种重要的材料表面改性技术。介绍了自蔓延高温合成技术的基本原理、分类及其应用。自蔓延高温合成涂层技术有广泛的应用,特别是在石化工业中重要设备的防腐中有重要的作用,可以带来巨大的经济效益和社会效益。今后对SHS涂层技术的研究将集中在复杂形状工件、金属基板材的SHS涂层制备技术及利用添加剂改善SHS涂层性能等方面。     

材料合成新工艺—自蔓延高温合成法

一、自蔓延高温合成法的形成与发展自蔓延高温合成(Self-propagatingHigh-Temperature Synthesis)法(简称SHS)是一种材料合成新工艺,对于生产工程陶瓷、金属间化合物、功能梯度材料和其他先进材料具有重大意义,因此近年来日益引起人们的重视。 SHS是一种伴随化合物生成的高度放热反应,反应产生的热足以使反应持续进行。当在空气或惰性气氛中点燃压实的粉末物料时,燃烧引发     

自蔓延高温合成V_3TiNi_(0.56)Al_(0.2)贮氢材料——热力学分析(I)

计算了V2O5 TiO2 Al反应体系的绝热温度Tad=2879K,说明该体系易进行自蔓延反应;并且对产物中可能出现的各相的吉布斯自由能进行了讨论,结果表明V2O5 TiO2 Al体系生成V+Ti+Al2O3的趋势最大,生成物最稳定。     

铝热法合成NiAl／Al2O3复合材料

以铝粉和NiO粉为原料,采用铝热法合成了NiAl/Al2O3复合材料.通过X射线衍射分析仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)并结合差示扫描量热仪(DSC)对其相组成、微结构和反应过程进行了分析.实验结果表明:850℃Al/NiO体系铝热反应被点燃,并自蔓延发生于整个反应系统;950℃保温40min,Al/NiO体系铝热反应生成相互交织网状结构的NiAl/Al2O3复合材料.     

添加剂对自蔓延陶瓷内衬钢管组织的影响

采用静态自蔓延高温合成法制备陶瓷内衬复合钢管 ,研究了添加剂对反应过程及陶瓷衬层的显微组织的影响 ,所用添加剂主要有SiO2 、NaF、Al2 O3、CrO3等 前三种主要起稀释剂的作用 ,能降低系统的反应温度 ,CrO3主要起激活剂的作用 ,提高反应温度 SiO2 、NaF对陶瓷衬层致密化有双重影响 ,一方面降低反应温度不利于排气 ,另一方面形成低熔点相延长熔体液相停留时间 ,促进致密化 ;添加Al2 O3降低反应温度 ,不利于排气 ,增加陶瓷层中气孔含量 ;添加CrO3提高反应温度 ,延长熔体高温停留时间促进排气