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。

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。

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复合管内衬(Al_2O_3+ZrO_2)复相陶瓷的显微组织与形成

研究了重力分离SHS复合管内衬 (Al2 O3 +ZrO2 )复相陶瓷的显微组织与形成过程 .研究得出 :陶瓷基体主要由Al2 O3 与ZrO2 的层片状或棒状共晶组织形成 .在 (Al2 O3 +ZrO2 )复相陶瓷凝固过程中 ,亚共晶成分复相陶瓷熔体将先后发生离异共晶生长行为和共生共晶生长行为 ;而对于过共晶成分复相陶瓷 。

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.

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。

金属添加剂对SHS陶瓷内衬复合管微观结构与界面连接的影响

基于重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合管,以(CrO3+Al)为燃烧体系,通过添加并调整(TiO2+Al+C)子体系与Ni金属添加剂之间的成分比例,合成出具有钢基体、中间过渡合金层与内衬陶瓷三层结构的复合管。研究金属添加剂Ni对燃烧行为、碳化物颗粒原位合成与分布、陶瓷/金属微连接及复合管力学性能的影响。研究发现,随着Ni添加量增多与(TiO2+Al+C)含量降低,反应体系的绝热燃烧温度与燃烧速率上升,Ni的添加与熔化促进反应中亚化学计量比的富Ti碳化物形成,同时也因液相传质促进该碳化物溶解于金属熔体中,并经结晶形成呈梯度分布于中间过渡合金层上的富Ti碳化物。经对复合管力学性能测试与SEM观察,发现添加适量的Ni粉,可以控制中间过渡合金层中碳化物的体积分数与分布,有利于内衬陶瓷层、中间过渡合金层与钢基体之间的连接,从而使复合管径向压溃强度与抗剪强度提高。

添加剂对煤粉喷枪SHS陶瓷内衬组织和性能的影响

采用重力分离SHS法制备了陶瓷内衬煤粉喷枪枪管．试验得出，陶瓷层主要由构成枝晶的α-Al2O3基体相和分布于其间的Feo·Al2O3尖晶相所组成，SiO2主要以石英相结构存在于枝晶晶界上；在反应物料中加入适量的SiO2和Cr2O3均可有效地提高内衬陶瓷层的相对密度；SiO2将使陶瓷层的硬度和复合钢管的抗压剪强度降低，Cr2O3却使二者均有所回升；在内衬陶瓷层中分布着径向裂纹和网状裂纹，加入SiO2将减少裂纹密度，Cr2O3却使裂纹密度增加.

SHS陶瓷内衬复合管合成及陶瓷致密化技术

本文通过比较离心SHS技术和重力分离SHS技术的合成工艺 ,从理论上阐述合成SHS陶瓷内衬复合管所涉及的燃烧合成、液相分离和陶瓷凝固三个重要过程 ,并着重探讨了SHS陶瓷内衬复合管技术研究领域中陶瓷致密化问题 。

氧化铁粉末化学组成对合成SHS复合弯管内衬陶瓷的影响

基于重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合弯管 ,研究了氧化铁粉末化学组成对SHS复合弯管内衬陶瓷的影响 .研究发现在铝热剂相同质量分数条件下 ,存在于工业原料Fe2 O3 粉末的杂质比SiO2 添加剂对燃烧过程的稀释效应更为强烈 .在工业原料Fe2 O3 +Al体系中加入适量的Fe3 O4+Al体系 ,使燃烧温度、蔓延速率及SHS反应转化率均有所升高 ;但加入过量的Fe3 O4+Al体系 ,虽然使蔓延速率进一步增大 ,但却引起燃烧温度和SHS反应转化率有所下降 .实验表明 ,在工业原料Fe2 O3 +Al体系中加入 1 5 %的Fe3 O4+Al体系 ,使复合弯管内衬陶瓷性能达到并超过用分析纯Fe2 O3+Al体系所制备的复合弯管内衬陶瓷性能 .

SHS制备陶瓷内衬复合管中多孔层抑制措施

研究了在重力自蔓延法制备陶瓷内衬复合钢管过程中在复合热管底部出现的多孔层现象,以及各类添加剂对其的影响,分析了多孔层出现的原因,探讨了抑制措施。试验结果表明,SiO2的存在是产生多孔层的主要原因,并且多孔层部分随着SiO2含量的增加而增加,助燃剂也能导致多孔层的出现。当SiO2的质量分数小于2%时,适量加入氟化物,可以有效减少多孔层的体积。

SHS陶瓷内衬复合管的研究

ＳＨＳ陶瓷内衬复合管作为ＳＨＳ技术和传统铸造技术相结合的产物之一。通过比较离心ＳＨＳ技术和重力分离ＳＨＳ技术的合成工艺，从理论上阐述合成ＳＨＳ陶瓷内衬复合管所涉及的燃烧合成、液相分离和陶瓷凝固三个重要过程，并着重探讨了ＳＨＳ陶瓷内衬复合管技术研究领域中的主要问题，提出了提高ＳＨＳ陶瓷内衬复合管质量的有效途径。改善内衬陶瓷层致密化的最佳途径是，建立起包括稀释剂和化学激活剂在内的复合添加剂体系，并改善金属与陶瓷间的界面结构状况和提高陶瓷层的断裂韧性，从而提高复合管的抗机械冲击性。

TiO_2对SHS重力分离法合成陶瓷涂层质量的影响

研究了在SHS重力分离法制备陶瓷涂层的过程中,TiO_2的添加量对涂层质量的影响。结果表明,陶瓷层中除Al_2O_3、FeAl_2O_4、Al_6Si_2O_(13)等杂相外,还存在FeTiO_3、Ti_3O_5等相;要获得完整且厚度均匀的涂层,反应体系中的TiO_2的添加量需控制在10%以下;随着反应体系中TiO_2添加量的增加,反应速度变慢,冷却后获得的陶瓷涂层的厚度增加,显气孔率下降,致密度提高;随着TiO_2添加量的增加,涂层与基体的结合强度逐渐提高,在8%时达到最大值,而后明显降低。

CrO_3对SHS重力法制备薄壁管内衬涂层质量的影响

采用SHS重力法,以Al-Fe_2O_3为反应体系,SiO_2、CrO_3为添加剂,对小直径薄壁陶瓷内衬管的制备工艺进行了研究。结果表明:在没有添加CrO_3情况下,陶瓷层中含有Al2O3、Al6Si2O13、Fe Al_2O_4和Fe_2SiO_4等相;添加CrO_3以后,FeAl_2O_4和Fe_2SiO_4衍射峰消失。当CrO_3的添加质量分数为6%时,基体表面出现微熔,与陶瓷层结合最为紧密,涂层与基体的结合界面属于"机械锚固",此时显气孔率出现极小值,致密度最高;而后,随着CrO_3添加量增加,显气孔率逐渐升高,体积密度逐渐下降,当CrO_3添加质量分数为10%时,钢管发生了局部熔穿,获得的涂层气孔较多,结构疏松,质量较差。

小口径耐磨复合钢管的研制

采用SHS铝热 -重力分离法制备陶瓷内衬复合钢管 ,研究了影响制备陶瓷内衬复合钢管的因素。结果表明 ,选择壁厚均匀的母管 ,采取适当的预热温度、适量的添加剂均有利于制备陶瓷内衬复合钢管。