自蔓延法制备Si3N4粉时的氮气压力

探讨了硅粉在普通氮气和高纯氮气中的高温自蔓延合成反应过程,分析了稀释剂、氮气纯度与压力、成型坯体的气孔率等工艺参数对硅粉自蔓延过程的点火、最高燃烧温度及产物特征的影响.从热力学、动力学及Si3N4热分解过程几个方面分析了低氮气压力下燃烧合成Si3N4的可行性.研究结果表明:只要最高燃烧温度不高于相应氮气压力下Si3N4的热分解温度,就可以用SHS方法合成Si3N4;并在氮气压力为0.6～2.6 MPa时.以纯硅粉为起始原料燃烧合成出游离硅含量小于O.5％,β与α相混合,粒度为1～2 μm的Si3N4粉末;低氮气压力下硅粉的自蔓延合成反应,必须要引入Si3N4稀释荆,压坯气孔率控制在0～70％,否则反应不能进行;体系最高燃烧温度随着氮气压力和压坯气孔率的增加而升高;所需的最低氮气压力随硅粉粒度增大而提高;产物形态沿圆柱样径向有差异,由外到里β—Si3N4相明显增加.     

低放热体系Al/Mg_2Si复合材料的活化燃烧合成

通过添加韧性相Al来改善金属间化合物Mg2Si的脆性,采用机械活化与热学活化相结合,制备低放热反应体系的Al/Mg2Si复合材料.通过SEM、XRD观察分析产物的物相组成与形貌特征.结果表明,产物主要物相为Mg2Si及部分Al、Si和MgO2等.随着球磨时间延长、预热温度升高,燃烧合成反应易于进行;随着Al质量分数的增加,燃烧合成反应的预热温度下降.     

实验参数和Al质量分数对燃烧合成Ti3AlC2的影响

以Ti、Al和C粉为原料,采用XRD、SEM方法研究压坯压力、保护气氛以及不同Al质量分数对自蔓延燃烧合成Ti3AlC2的影响.结果表明,在150 MPa压力下的试样生成主晶相Ti3AlC2,且其质量分数明显高于过高和过低压力下的试样.其他实验条件相同时氩气保护更有利于主晶相Ti3AlC2的生成.Ti/C=1.5时,Ti3AlC2的衍射峰强度随着原料中Al质量分数的增加而加强.     

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.     

原位合成Mo5SiB2的热力学分析

计算了Mo-Si-B三元系中各化合物不同温度下标准生成自由焓和合成Mo5SiB2(T2相)反应在不同开始温度下的绝热温度及反应产物的熔化比.结果表明:用Mo、Si和B三种元素粉末混合物来原位合成Mo5SiB2在热力学上是完全可行的;合成Mo5SiB2不宜用燃烧合成的自蔓延模式,宜采用燃烧合成的热爆模式(原位反应热压工艺);反应的绝热温度及反应产物的熔化比与开始温度有关.     

实验参数和Al质量分数对燃烧合成Ti3AIC2的影响

以Ti、Al和C粉为原料,采用XRD、SEM方法研究压坯压力、保护气氛以及不同Al质量分数对自蔓延燃烧合成Ti3AlC2的影响．结果表明,在150MPa压力下的试样生成主晶相Ti3AlC2,且其质量分数明显高于过高和过低压力下的试样．其他实验条件相同时氩气保护更有利于主晶相Ti3AlC2的生成．Ti／C=1．5时,Ti3AlC2的衍射蜂强度随着原料中Al质量分数的增加而加强．     

自蔓延冶金法制备硼粉的基础研究

提出采用自蔓延冶金法制备硼粉的新工艺·计算知B2O3 Mg反应体系的绝热温度(Tad)为2604K,对B2O3 Mg反应体系的相关反应进行了热力学分析,确定了采用自蔓延模式的可行性·差热分析(DTA)表明反应体系850～930℃放热峰的表观活化能为903 75kJ·mol-1,反应级数为n=1·X射线衍射分析表明燃烧产物主要由MgO,Mg3B2O6和B2O3等相组成,确定了燃烧产物的浸出条件以及三步浸出方案·光谱分析及化学分析表明硼粉纯度可达92 43%,平均粒度为0 5～0 8μm·     

燃烧合成技术制备α-Al_2O_3纳米粉

研究了燃烧合成技术制备纳米粉Al2O3·铝的硝酸盐和有机物为前驱体,一次反应即合成αAl2O3产物·实验考查了合成条件,最佳反应温度为650～750℃·采用XRD和红外光谱分析了纳米粉的结构,电子透射电镜研究了Al2O3粉的粒度与形貌,研究结果表明,Al2O3粉体为α型,粒度在60～80nm之间,球状·     

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.     

自蔓延高温合成技术及发展

本文简述了自蔓延高温合成的发展历史,最新成就和各种技术。主要介绍了化合物和复杂化合物粉的合成,烧结,热致密化,铸造和离心铸造,焊接、涂层以及燃烧波和燃烧机制方面的理论研究。     

铬铁矿球团焙烧固结特性

本文系统研究铬铁矿球团的焙烧固结特性.结果表明：预热时间对于预热球强度影响不大,在预热时间为10 min时,随着预热温度的提高,预热球强度和氧化率呈直线型增加,适宜温度为1050益,此时预热球强度可达每个400 N以上;与传统铁矿球团相比,铬铁矿球团焙烧所需的温度高,焙烧时间为10 min时,焙烧温度从1250益提高到1350益,球团强度从每个1078 N提高到1973 N.在铬铁矿球团预热和焙烧过程中,铬尖晶石( Fe,Mg)( Cr,Fe,Al)2 O4氧化生成富镁的( Fe,Mg)( Cr, Fe,Al)2O4和铬铁铝复合氧化物(Cr,Fe,Al)2O3,当温度高于1000益时,(Cr,Fe,Al)2O3新相生成,其主要以环状分布在颗粒外层,颗粒内部为针状与(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)2O4形成交织结构,降低Cr/Fe比或升高焙烧温度均有助于(Cr,Fe,Al)2O3向颗粒外层富集和再结晶长大,有利于球团的固结,提高球团强度.     

Microstructure,mechanical properties and deformation mechanisms of an Al-Mg alloy processed by the cyclical continuous expanded extrusion and drawing approach

Al-Mg alloys are an important class of non-heat treatable alloys in which Mg solute and grain size play essential role in their mechanical properties and plastic deformation behaviors.In this work,a cyclical continuous expanded extrusion and drawing(CCEED)process was proposed and implemented on an Al-3Mg alloy to introduce large plastic deformation.The results showed that the continuous expanded extrusion mainly improved the ductility,while the cold drawing enhanced the strength of the alloy.With the increased processing CCEED passes,the multi-pass cross shear deformation mechanism progressively improved the homogeneity of the hardness distributions and refined grain size.Continuous dynamic recrystallization played an important role in the grain refinement of the processed Al-3Mg alloy rods.Besides,the microstructural evolution was basically influenced by the special thermomechanical deformation conditions during the CCEED process.     

Effects of gadolinium addition on the microstructure and mechanical properties of Mg-9Al alloy

This research aims to study the significance of Gd addition (0wt%-2wt%) on the microstructure and mechanical properties of Mg-9Al alloy. The effect of Gd addition on the microstructure was investigated via X-ray diffraction (XRD), optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). The Mg-9Al alloy contained two phases, α-Mg and β-Mg17Al12. Alloying with Gd led to the emergence of a new rectangular-shaped phase, Al₂Gd. The grain size also decreased marginally upon Gd addition. The ultimate tensile strength and microhardness of Mg-9Al alloy increased by 23% and 19%, respectively, upon 1.5wt% Gd addition. We observed that, although Mg-9Al-2.0Gd alloy exhibited the smallest grain size (181 μm) and the highest dislocation density (5.1×1010 m-2) among the investigated compositions, the Mg-9Al-1.5Gd alloy displayed the best mechanical properties. This anomalous behavior was observed because the Al₂Gd phase was uniformly distributed and present in abundance in Mg-9Al-1.5Gd alloy, whereas it was coarsened and asymmetrically conglomerated in Mg-9Al-2.0Gd.     

压制方式对闭孔泡沫铝泡孔结构的影响

以空气雾化的商业纯铝粉、镁粉和氢化钛粉末为原料,采用粉末冶金法成功地制备出了泡沫铝材料.利用300dpi扫描仪、扫描电镜(SEM)和万能力学试验机等检测方法系统研究了在不同压制压强和充分润滑条件下的单轴向冷压对泡沫铝的泡孔结构的影响和400MPa压制压强下的冷压、热压和冷压后烧结对泡孔结构及准静态压缩性能的影响.结果表明:在压制模具充分润滑状态下,400MPa的单轴向冷压缩完全能够制备出满足实验要求的前驱体材料并能够得到泡孔结构均匀和压缩性能相同的泡沫铝材料.     

可溶性镁合金的制备及其性能

针对传统可溶性压裂球材质存在的缺点,采用铸造法制备性能优异的可溶性镁合金,系统研究了铝含量对可溶性镁合金组织、溶解性能及力学性能的影响.结果表明:可溶性镁合金组织由α-Mg和β-Mg17 Al12相组成,随着铝含量的增多,组织中β-Mg17 Al12相数量增多,呈连续网状分布于α相晶界处,并且α晶粒也变得粗大.可溶性镁合金在氯化钾(KCl)溶液中可自行溶解,且随KCl浓度的升高,溶解速率变大,在质量分数为3％的KCl中溶解性能最佳.随着铝含量的增加,可溶性镁合金的溶解速率变大,室温下溶解速率最高可达7.42 mg·h-1·cm-2.溶解产物粒度分析结果显示,中值粒径D50为38.691μm,溶解产物物相为Mg17 Al12和Mg(OH)2.可溶性镁合金的抗压强度最高可达430 MPa,变形量为3.0％时试样断裂,随着铝含量的增加,可溶性镁合金的塑性降低.     

金属半固态组织显微图像分析及实现

针对半固态组织分析中所需的固相率、固相颗粒尺寸和圆整度进行了计算机分析．由图像采集系统将待测金属的原始组织图像存入计算机中，采用Delphi语言编写了图像分析、计算软件（SSMAnalysis）．在镁合金、锌合金、铝合金半固态组织分析的实际应用表明，该软件具有识别效果好、适应性强、运行速度快、操作简易等特点．     

燃烧合成Mg2Ni储氢合金的热力学分析

从理论上对燃烧合成Mg2Ni反应体系在不同预热温度下的绝热温度及Mg2Ni的熔化率进行了计算．研究结果表明，反应的绝热温度随预热温度的升高而提高，而且二者的差值基本为一定值．在一定的预热温度下产物Mg2Ni将熔化，其熔化率随预热温度的升高或稀释剂含量的减少而增加．添加适量的稀释剂有助于降低反应的绝热温度、减小Mg2Ni的熔化分解从而得到高纯的Mg2Ni．     

Al-Mg-Sc合金的价电子结构计算

运用固体经验电子理论（EET）,计算掺微量Sc前后的Al-Mg合金的价电子结构,计算表明,Sc的掺入将引起Al-Sc,Mg-Sc原子的较强相互作用,形成了Al-Sc晶胞偏聚区,从而提供了Al3Sc相形成所需要的成分条件,由此导致析出大量的Al3Sc将有效地细化晶粒。     

高压固溶处理对AZ91D铸造镁合金组织的影响

采用高压设备对AZ91D铸造镁合金进行高压固溶处理,研究高压固溶处理对AZ91D铸造镁合金组织的影响。研究结果表明,高压固溶处理可显著细化AZ91D铸造镁合金的晶粒,平均晶粒尺寸为58μm。同时,在晶粒内部,可见互相平行或交叉的孪晶,孪晶的厚度为1~5μm。高压固溶处理后的组织仍由α-Mg和β-Mg17Al12相组成,但是β-Mg17Al12相主要是以颗粒状分布于晶界。