纳米SiC对重力分离SHS陶瓷内衬复合管组织及性能的影响

为提高输送管道陶瓷内衬层的致密性及硬度等性能,拓展其应用,采用重力分离自蔓延高温合成(SHS)法,用(Al-Fe2O3-CuO)+SiO2复合铝热体系,制备了陶瓷内衬复合管。分析了添加剂纳米SiC对陶瓷层组织的影响。XRD分析表明,陶瓷层的主要成分为a-Al2O3,还有少量铁铝尖晶石FeAl2O4和硅线石Al2SiO5及SiC存在,SiC不改变陶瓷层的组织结构。纳米SiC的引入有效地抑制了基质晶粒生长和减轻了晶粒的异常长大,使得陶瓷层的硬度和致密性提高。

添加剂对重力分离SHS陶瓷衬管的影响

采用重力分离ＳＨＳ法制备了陶瓷内衬复合钢管，研究了ＳｉＯ２和ＣｒＯ３添加剂对复合钢管合成过程和组织性能的影响。研究发现，ＳｉＯ２以石英相结构存在于陶瓷枝晶晶界上；ＳｉＯ２和ＣｒＯ３在燃烧过程中分别起着稀释剂和化学激活剂的作用；ＳｉＯ２对陶瓷致密过程具有双重影响，ＣｒＯ３在一定程度上通过提高溶液温度促进陶瓷致密；选取适当的添加剂配比，可以使重力分离ＳＨＳ复合钢管在力学性能上基本达到离心ＳＨＳ复合钢管的相应水平，并在抗热冲击性能上表现良好。

重力分离SHS双衬陶瓷复合管耐蚀性研究

通过重力分离SHS技术制备双衬陶瓷复合管 ,发现复衬陶瓷层的尖晶石含量和组织形貌发生改变 ,双衬陶瓷层间存在着Al2 O3 基体和 (Al2 O3+FeO·Al2 O3)共晶组织的重熔区 ,引起底衬及复衬陶瓷裂纹密度下降。复合管的耐蚀性测试结果表明 ,双衬陶瓷复合管的腐蚀失重率分别不超过 1Cr18Ni9Ti不锈钢管 0 .5%和单衬陶瓷复合管 2 .0 %。

重力分离SHS陶瓷内衬复合弯管工艺参数研究

通过陶瓷内衬复合弯管的制备，研究了ＡｌＦｅ２Ｏ３系重力分离ＳＨＳ技术的合成工艺参数。发现Ｆｅ２Ｏ３粒度较小时能有效促进ＳＨＳ反应转化率，但使反应蔓延速率有所降低；铝热剂的装料密度对燃烧过程具有双重影响；对反应物料进行适当预热处理可极大促进燃烧过程，但预热温度过高，将造成铝热剂中ＣｒＯ３添加剂分解而影响燃烧特性。在Ｆｅ２Ｏ３粒度为－２５０目～＋３５０目、装料密度为１５ｇ／ｃｍ３和预热温度为１５０℃条件下，用重力分离ＳＨＳ法制备的陶瓷内衬复合弯管的各项力学性能均达到较佳值。

重力分离SHS法内衬陶瓷层中裂纹形成机理的研究

基于重力分离ＳＨＳ法制备陶瓷内衬复合钢管的研究，探讨了内衬陶瓷层中的裂纹形成机理，并分析了影响裂纹萌生与扩展的因素。研究表明，内衬陶瓷层中主要分布着由压应力场所造成的径向裂纹和因热应力场所引起的网状裂纹；陶瓷层中裂纹的萌生与扩展，除决定于应力场强度外，还受陶瓷层中的气相孔隙及Ｆｅ粒子尺寸分布的影响。

重力分离SHS双衬陶瓷复合管的组织与性能

采用重力分离SHS技术制备双衬陶瓷复合管 ,双衬陶瓷间因出现Al2 O3 基体和 (Al2 O3 +FeO·Al2 O3 )共晶组织的重熔区使双衬陶瓷间出现局部冶金结合方式 ,使得双衬陶瓷裂纹密度下降。第二衬陶瓷层的相对密度和硬度比第一衬陶瓷层均有所提高 ,但双衬陶瓷层间抗压剪强度和双衬陶瓷复合管的抗压溃强度比钢管与陶瓷层间抗压剪强度及单衬陶瓷复合管的抗压溃强度均有所下降。

重力分离SHS双衬陶瓷复合管的显微组织与耐蚀性

通过重力分离SHS技术制备双衬陶瓷复合管 ,发现第二衬陶瓷层的尖晶石含量和组织形貌发生改变 ,双衬陶瓷层间存在着Al2 O3 基体和 (Al2 O3 +FeO·Al2 O3 )共晶组织的重熔区 ,引起两者的裂纹密度下降 .复合管的耐蚀性测试结果表明 ,双衬陶瓷复合管的腐蚀失重率分别低于1Cr1 8Ni9Ti不锈钢管和单衬陶瓷复合管 3个和 2个数量级 .

重力分离SHS法制备陶瓷复合钢板的研究

利用重力分离SHS技术在带卷边钢板表面直接制备了陶瓷复合涂层。测量了涂层厚度和硬度,分析了钢基体与氧化铝陶瓷结合力产生的原因,确定了二者的结合方式及卷边钢板的工艺尺寸参数,检测了涂层与基体法向和切向结合强度。结果表明,陶瓷复合钢板的涂层表面光滑,其硬度在1100HV以上;钢基体与陶瓷涂层主要是机械嵌合。

重力分离SHS陶瓷内衬复合管陶瓷致密化技术探讨

在Al/Fe2 O3 燃烧体系下 ,通过阐述重力分离SHS技术合成陶瓷内衬复合管所涉及的燃烧合成、液相分离和陶瓷凝固 3个重要的基本过程 ,着重探讨重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合管中陶瓷致密化技术 ;试验证明 ,建立合理的复合添加剂体系和优化合成工艺可有效地提高重力分离SHS陶瓷内衬复合管品质。

重力分离SHS陶瓷涂层致密化的研究

用自蔓延铝热－重力分离法制备了氧化铝陶瓷内衬复合钢管，分析了陶瓷层中气孔形成的原因，研究了预热温度、化学成分、冷却方式对陶瓷涂层致密度的影响。

镍对重力分离SHS陶瓷内衬复合管的影响

采用SHS重力分离技术制备陶瓷内衬复合管,通过改变主燃烧配系组元Ni的含量,研究分析了金属Ni对陶瓷内衬复合管制备的燃烧特性及机械性能的影响.研究发现,适量的Ni粉能促进SHS燃烧进行,提高燃烧体系的绝热燃烧温度和陶瓷层的致密度,并且有助于形成金属/陶瓷界面过渡层,这极大提高了复合管的显微硬度和抗压剪强度.当Ni粉含量为19wt%时,陶瓷层的显微硬度和抗压剪强度分别最高达1764N/mm2和36.1MPa.

重力分离SHS法制备钢管Al_2O_3内衬耐热耐磨涂层的研究

采用重力分离SHS制备了钢管内衬Al2O3涂层,进行了力学、抗热震、耐蚀等性能测试,研究了管径、装料密度及不同含量SiO2、CrO3添加剂对涂层组织与性能的影响。研究结果表明,涂层主要物相结构为α-Al2O3+FeAl2O4相,添加剂SiO2和CrO3不改变涂层的主要相组成。反应过程中熔融金属Fe在钢管基体和内衬陶瓷层之间形成了一层金属过渡层。当添加2%SiO2+6%CrO3时,涂层孔隙率最小,硬度最大,抗热震性能最好,耐蚀性也较好,具有良好的综合性能。实验条件下,管径25cm、装料密度1.5g/cm3的内衬涂层硬度为1917HV,孔隙率为9.0%。

重力分离SHS陶瓷内衬复合管后期处理组织研究

研究了重力分离SHS法制备的陶瓷内衬复合管,在还原气氛下进行高温处理过程前后,复合管中陶瓷与钢管间的过渡层组织形态、组织分布的变化和过渡层中的裂纹的变化情况.指出:随着加热温度的升高、保温时间的延长,原子扩散能力加强,在过渡层界面上,以及陶瓷和钢管中出现新的化合相,能增强复合管的结合强度和力学性能,降低陶瓷的脆性.后期高温处理中,加热温度过高、保温时间过长,会造成组织粗化等缺陷,导致复合管性能变差.

重力分离SHS过程的预测

采用重力分离SHS法,研究了常见因素对SHS反应温度的影响,分析了各因素影响作用的显著性,建立了燃烧温度的数学模型。实现了SHS反应的预测和控制。

添加Al2O3对重力分离-SHS法制备Al2O3/Fe复合管组织的影响

采用自蔓延高温合成(Self-propagating High-temperature Synthesis,SHS)重力分离法制备了Al2O3/Fe陶瓷内衬复合管.采用XRD、SEM方法分析了添加剂Al2O3对复合陶瓷相组成、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、FeO·Al2O3,加入Al2O3添加剂后,不会改变相组成;SEM分析表明,添加剂Al2O3的加入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.

铝热-重力分离法制备陶瓷复合钢管

研究了填充密度、预热温度及添加剂等条件对铝热-重力分离法制备陶瓷复合钢管的影响．随填充密度增大反应速度减慢．预热可以提高反应速度．适当的添加剂可以调节反应速度，使反应过程易于控制．应用铝热-重力分离法成功地制出了高炉煤粉喷枪枪头，延长了其使用寿命：并一次合成出了直径50mm～273mm的弯头．

玻璃粉添加剂在SHS-重力法制备陶瓷内衬复合钢管中的作用

本文用SHS -重力分离法制备陶瓷内衬复合钢管 ,研究了玻璃粉添加剂在制备陶瓷内衬层中的作用。用金相显微镜、SEM、XRD分析了陶瓷层组织和结构。试验结果表明 ,适当含量的玻璃粉添加剂在高温形成流动性好的第二相 ,有利于反应产生的气体的排除和降低陶瓷层的热应力 ,使陶瓷层致密度提高 。

重力SHS制备陶瓷内衬复合管中稀释剂使用原则的探讨

采用重力分离-自蔓延高温合成法制备了Al2O3／Fe陶瓷内衬复合管。研究了两种稀释剂SiO2、CaF2对陶瓷层质量的影响。试验结果表明，SiO2对陶瓷层的影响远大于CaF2，SiO2加入量过多可引起复合管底端陶瓷层孔隙度的明显增大。单独添加SiO2适宜的加入量不超过2％，CaF2的添加量为2％～8％。混合添加可以取得更好的效果，但SiO2的加入量不应超过CaF2的加入量，当添加4%SiO2和4％CaF2时，陶瓷层的密度可以达到3．910g·cm^-3。

静态SHS陶瓷涂层沿重力方向的组织及性能的研究

采用SHS铝热 -重力分离法制备了陶瓷衬层复合钢管。研究了沿着重力方向 ,陶瓷涂层的显微组织及性能的变化情况。研究结果发现 ,沿重力方向 ,试验配方制备的陶瓷涂层显微组织枝晶逐渐变得细小 ,涂层平均厚度及结合强度呈递增趋势。