自蔓延高温合成(SHS)过程的热动力学研究

基于相关领域的研究成果, 在大量实验研究结果的基础上提出了一个无气燃烧的微观非均质的介质模型, 并讨论SHS非平衡和多过程互反馈的基本燃烧动力学方程。采用数值分析的方法研究了Ti C Fe体系的SHS快速燃烧的热动力学过程, 合理地解释了实验中观测到的多种燃烧现象。研究结果表明: 压坯相对密度对燃烧特征存在着双重的影响, 压坯相对密度的增加有助于反应速度的加快, 但同时也导致热量传导的加快。因而对一定的体系而言, 压坯相对密度存在一个最佳取值范围。反应组分颗粒的增大会使体系反应速度减缓, 从而导致体系燃烧温度和速度降低, 与相关实验室结果基本一致。上述理论模型的建立为进一步深入研究SHS过程的基本规律提供了基础。

SiC陶瓷/金属钨的SPS扩散焊接

本文采用放电等离子烧结(SPS)技术,对用于高温环境下服役的SiC陶瓷和钨的扩散焊接进行了探索研究。结果表明,采用SPS技术可以在1300℃~1500℃实现SiC/W的连接。在SPS扩散焊接条件下SiC和W在界面处会发生化学反应,形成一个主要组分为WC、Si3W5等新相的过渡层,且随着焊接时间延长和温度升高,W持续向SiC层扩散在过渡层和SiC的界面上形成新的反应物,从而导致过渡层的厚度增加。过渡层的厚度对焊接件性能的影响呈现非线性变化,对焊接件的三点弯曲强度测试表明:在1410℃时,保温5 min,材料在界面处的弯曲强度达到最高,约162 MPa。对焊接后金属钨的结构分析显示,高温过程对钨的微结构没有明显的改变,断裂方式仍为延性断裂。显然,SPS可以成为一种快速、有效的SiC陶瓷/金属W扩散焊接技术。

Bi_2WO_6的水热合成及其光催化性能研究

水热法合成了Bi2WO6粉体,并采用XRD、FESEM及UV-Vis分光光度计对样品进行表征,研究了不同合成条件对产物形貌和催化性能的影响.UV-Vis漫反射谱表明产物在紫外和可见光区域均有吸收.样品的光催化性能通过降解RhB溶液来评价.结果表明:180℃,pH=2下合成24h获得的Bi2WO6紫外光催化性能最好,反应速率常数为0.03688/min.还讨论了不同pH值对合成样品催化性能的影响.催化剂的稳定性实验通过180℃,pH=2下合成24h获得的Bi2WO6多次催化实验来评估,结果表明4次循环实验后,样品的催化性能未有明显地衰减.在可见光下照射150min,催化剂对染料的降解率达到38%.

三七的超细粉碎研究

以中药三七为原料,水作溶剂,油酸作为表面活性剂,利用高速离心剪切式超细粉碎机对其进行湿式超细粉碎,成功制备了纳米三七液,并通过多种方式对其进行了粒度、显微组织形貌及其结构的表征,包括ZetaPALS粒度分析仪、光学显微镜、红外光谱、扫描电镜等方法。实验结果表明,利用高速离心剪切式超细粉碎可使颗粒尺寸达到50nm,且粉碎后药物的主要成分并没有破坏。

透明陶瓷的制备技术及其透光因素的研究

简要地介绍了国内外透明陶瓷的制备技术 ,同时探讨了气孔和晶界组织结构等因素对透明陶瓷的透光性能的影响 ,并展望了透明陶瓷研究的发展趋势。

自蔓延高温合成/快速加压法制备(TiB_2+Fe)/Fe梯度材料

通过对不同Fe含量的Ti+B +Fe体系绝热温度计算和试样温度有限元计算 ,确定了 (TiB2 +Fe) /Fe梯度材料各层合理的厚度 ,并采用SHS/QP技术制备了 (TiB2 +Fe) /Fe梯度材料。电子探针分析表明 (TiB2 +Fe) /Fe梯度试样中各层间没有了明显的界面 ,沿厚度方向由富陶瓷相向富金属相连续转变。背散射电子像分析表明从富陶瓷侧到富金属侧 ,材料的显微结构也是梯度变化的。SEM分析表明 ,从富陶瓷层到富金属层 ,TiB2 晶粒减小。

莫来石的低温合成及结构组成变化(英文)

以九水硝酸铝和正硅酸乙酯为原料,以无水乙醇为溶剂,用溶胶-凝胶法制备出分子级均匀混合的莫来石前驱体。热重-差示扫描量热、X射线衍射和红外分析结果表明:前驱体在985℃直接由非晶态转化为富铝莫来石晶体,没有经历尖晶石相变过程,随着热处理温度的提高,富铝莫来石逐渐转化为结构为3Al2O3·2SiO2的稳定莫来石。前驱体粉末经1000℃煅烧4h后,用放电等离子烧结技术在1450℃烧结10min能制成透明莫来石陶瓷。

陶瓷/金属的自蔓延高温合成焊接研究现状

陶瓷与金属是两类组织结构及物化性质相差悬殊的材料 ,将两者接合在一起 ,必将成为一种具有较大应用潜力的新型结构材料。本文在对陶瓷与金属的性能进行比较的基础上 ,阐述了自蔓延高温合成焊接陶瓷 /金属的特点 ,并综述了自蔓延高温合成焊接陶瓷

TiB_2/FeMo陶瓷的显微结构与力学性能

以Fe-Mo为助烧剂,通过热压制备了TiB2陶瓷.研究了烧结温度、烧结时间对材 料显微结构和力学性能的影响,分析了烧结致密化过程.实验结果表明,随着热压烧结温度升 高,材料抗弯强度、洛氏硬度出现峰值,热压烧结时间延长,抗弯强度有所下降.液相烧结的 重排阶段致密化速率最快.

SiC含量对机械合金化-热压制备B_4C-SiC复合陶瓷的影响

以B4C、SiC粗粉为原料,采用机械合金化辅助热压烧结工艺,在不添加任何助烧剂的情况下于1950℃制备出致密的B4C-SiC复合陶瓷。通过对烧结样品进行相对密度、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性测试,研究SiC含量对复合陶瓷力学性能的影响;结合XRD、SEM和TEM对样品进行组分和微观结构分析,研究其微观结构与力学性能之间的关系。结果表明:复合陶瓷的相对密度和断裂韧性随SiC含量的增加而增大,当SiC含量为50wt%时获得最大值为96.1%和4.6 MPa·m1/2;复合陶瓷的硬度和抗弯强度随SiC含量的增加呈先增大后减小的趋势,在SiC含量为20wt%时获得最大值25.5 GPa和480 MPa。SiC相均匀分布在B4C基体中使得复合陶瓷具有较高的强度;B4C与SiC之间好的界面相容性以及SiC的高断裂韧性是该B4C基复合陶瓷韧性得到显著提高的原因。

自蔓延高温合成锶铁氧体的研究

介绍了自蔓延高温合成技术合成 Sr Fe1 2 O1 9的工艺过程 ,对产物物相和性能进行了分析。将均匀混合后的原料直接在空气中点燃 ,并自发完成整个反应。合成产物经过后处理 ,用 X射线衍射分析了产物的物相 ,用振动样品磁强计测试产物的磁性能 ,Hc 为 2 0 4 .8k A /m ,Ms为 12 .4 7emu/g。试验结果表明 :SHS方法合成的 Sr Fe1 2 O1 9纯度高并具有良好的磁性能。同时介绍了用 SHS方法合成锶铁氧体的一些影响因素 ,有原料中铁粉的含量。

透明陶瓷的研究现状与发展展望

简要地论述了国内外对透明陶瓷的研究现状 ,重点介绍了透明陶瓷制备中出现的新方法和新工艺 ,探讨了气孔和晶界组织结构等因素对透明陶瓷的透光性能的影响 ,并对透明陶瓷研究的发展提出了自己的看法。

CuIn_(0.7)Ga_(0.3)Se_2粉末的自蔓延高温合成

以Cu,In,Ga,Se单质为原料用自蔓延高温合成法制备CuIn0.7Ga0.3Se2粉末。通过X射线衍射、光电子能谱、能量散射X射线分析、激光拉曼光谱等分析方法对产物的组成、结构和成分进行表征。结果表明,反应物投料比例,合成气氛压力等因素对合成产物化学计量配比有显著的影响。利用自蔓延高温合成方法可以获得精确化学计量配比、单相黄铜矿结构的CuIn0.7Ga0.3Se2。

TiB_2基金属陶瓷的显微结构与力学性能

以Fe Ni Ti Al为助烧剂,用热压的方法制备了TiB2基金属陶瓷。研究了烧结温度、烧结时间、助烧剂对材料显微结构和力学性能的影响,初步分析了TiB2基金属陶瓷的增韧机理。结果表明,随着烧结温度的提高,材料弯曲强度降低,洛氏硬度升高;随着烧结时间延长,弯曲强度出现峰值。SEM、EDS观察表明,助烧剂中的Ti避免了Fe2B、Ni23B6等脆性相的生成,Al有除氧的作用。裂纹偏转和裂纹桥联是TiB2金属陶瓷重要的增韧方式。

自蔓延高温合成/快速加压法制备二硼化钛陶瓷的致密化机理

用自蔓延高温合成/快速加压(self-propagating high temperature synthesis/quick pressing,SHS/QP)法制备了TiB2陶瓷。用扫描电镜及透射电镜观察陶瓷产品的微观形貌。对TiB2陶瓷致密化的动力学过程及结构形成过程进行了分析,并提出SHS/QP陶瓷烧结的致密化机理。结果表明:在SHS/QP过程中TiB2陶瓷的致密化是晶粒的重排及高温塑性变形共同作用的结果。

燃烧合成技术焊接TiB_2陶瓷/金属Fe

燃烧合成技术是近年来迅速兴起的材料制备新技术 ,文中将燃烧合成技术对TiB2 陶瓷 /金属Fe片进行了焊接。对中间焊接反应料的产物进行了XRD物相分析 ,主要产物为TiB2 。并对关于中间层不同Fe含量时的界面扩散情况进行了定量分析 ,对焊接性能的影响进行了探讨。试验表明 ,采用燃烧合成技术可成功地制取TiB2 陶瓷 /金属Fe试样 ,且焊接界面结合良好 ,中间焊料层Fe的质量百分含量较高时 。

“化学炉”加机械压力法超快速制备超细晶氧化铝陶瓷

报道了一种制备具有微米级以下微观结构的完全致密氧化铝(Al2O3)陶瓷的新方法。用燃烧合成所产生的热量为热源代替传统烧结炉。用燃烧合成原料将Al2O3包裹起来作为“化学炉”,在燃烧反应完成的同时施加机械压力快速烧结制备Al2O3陶瓷。实验中,用平均粒径为600nm的Al2O3为原料,当施加的压力为120MPa时,得到完全致密的烧结体,整个过程为5min。扫描电镜和透射电镜分析结果显示:烧结后晶粒间结合良好,平均尺寸为600nm,与原料粒径相比无明显长大。

自蔓延高温合成技术焊接制备(TiB_2+Fe)/Fe结构材料

SHS焊接陶瓷与金属是一种新的陶瓷 /金属连接工艺 ,本文采用SHS工艺制备了 (TiB2 +Fe) /Fe结构材料 ;通过SEM测试及显微结构分析表明TiB2 +Fe陶瓷金属层结构致密 ,Ti从TiB2 +Fe侧向Fe基片侧进行扩散 ,以及TiB2 +Fe层与Fe基片结合良好。接头断裂时 ,断裂位置发生在TiB2 +Fe金属陶瓷层 ,而不是沿着TiB2 +Fe层与Fe基片的界面断裂。

二硼化钛陶瓷在不同温度下的氧化行为(英文)

采用静态氧化法对不同温度下TiB2陶瓷的氧化行为进行研究,利用X射线衍射仪、扫描电镜、X射线光电子能谱仪对氧化前后的样品进行表征。结果表明:低温下TiB2陶瓷氧化动力学满足抛物线规律,并在表面形成液相B2O3,阻止氧化反应的进一步进行,冷却后B2O3以玻璃态覆盖在表面。高温下TiB2氧化反应在4 h前满足抛物线规律,表面形成一层TiO2多孔结构;氧化4 h后,随着氧扩散距离的延长,扩散阻力加大,从而使氧化速率降低,氧化反应不再满足抛物线规律。

自蔓延高温合成La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_(3-δ)粉体的研究

采用自蔓延高温合成 (SHS)技术合成了 L a0 .6 7Sr0 .33Mn O3-δ粉体。研究了 KMn O4 含量、压坯密度对燃烧反应及退火温度对粉体性能的影响 ,并用 XRD、SEM对粉体的性能进行了表征 ,结果表明 :KMn O4 用量为 0 .3时 ,反应完全且晶粒大小均匀 ;反应的原料混合物压坯密实度的降低可使燃烧温度有所增大 ;最佳退火温度为 110 0℃。