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。

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 。

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 .

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。

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 %。

SHS离心机改进设计

介绍了 SHS离心机的工作原理、结构及性能 ,简述了在设计制造中的几个主要问题。介绍的 SHS离心机可方便地制备外径为 50～ 150 mm,长度为 10 0～ 2 0 0 0

SHS陶瓷衬管技术的研究现状

自蔓延高温合成陶瓷复合铜管技术是20世纪90年代发展起来的高新技术。陶瓷内衬复合钢管具有良好的耐磨、耐蚀、耐热性能,可广泛应用于化工、冶金、矿山等许多工业部门。从设备、工艺、各种不同复合管研究的角度总结了近年来在这一技术领域的研究成果。

SiO_2对重力分离-SHS法制备Al_2O_3/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SiO2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-Al2O3、FeAl2O4,加入SiO2后可形成Al2SiO5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。

SHS-离心法制备陶瓷复合管道热应力的有限元分析

模拟分析了SHS-离心法制备陶瓷复合管道在冷却凝固过程中的温度分布和变化,从而为工艺参数的选择和管道界面结构分析提供了基础。利用ANSYS软件的瞬态热分析功能和热-结构耦合功能,数值上模拟复合管道的残余热应力,分析SHS层厚度对陶瓷复合管道性能的影响。数值分析结果表明,合理调整SHS层的厚度,可使界面残余热应力变小,从而提高陶瓷复合管道的安全可靠性。

氧化铁成分对合成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 :在加入相同质量分数铝热剂条件下 ,存在于工业原料Fe2 O3粉末中的杂质对燃烧过程的稀释效应比SiO2 添加剂更为强烈 ;在工业原料Fe2 O3+Al体系中加入适量的Fe3O4+Al体系 ,使燃烧温度、蔓延速率及SHS反应转化率均有所提高 ;但加入过量的Fe3O4+Al体系 ,虽可使蔓延速率进一步增大 ,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 15%的Fe3O4+Al体系 ,可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。

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 .

离心SHS陶瓷衬管裂纹类型的研究

研究了生产工艺因素对离心ＳＨＳ陶瓷衬管裂纹的影响；提出了准压裂纹的概念，归纳出陶瓷层裂纹类型随工艺因素变化的转变规律，即随冷却速率的提高，裂纹类型依次发生压裂纹→无裂纹→准压裂纹→张裂纹的转化；料管比（铝热剂量与母管重量之比）和涂料厚度对陶瓷层裂纹的影响最为显著。

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陶瓷内衬复合钢管的研究进展

自蔓延高温合成陶瓷复合钢管技术是20世纪90年代发展起来的高新技术，陶瓷内衬复合钢管具有良好的耐磨、耐蚀、耐热性能，可广泛应用于化工、冶金、矿山等许多工业部门。从设备、工艺、各种不同复合管研究的角度总结了近年来在这一技术领域的研究成果。

SHS—离心法制备陶瓷内衬钢管

采用ＳＨＳ－离心法制备了陶瓷内衬钢管。试验结果表明，ＳｉＯ２添加剂可提高陶瓷层的致密性，所有添加剂均使陶瓷层硬度有所下降。讨论了陶瓷层厚度不均匀的形成原因。制备的陶瓷内衬钢管具有优良的力学性能。

SHS-离心复合钢管金属间化合物-陶瓷内衬的显微组织

采用 SHS-离心法制备出金属间化合物 -陶瓷内衬复合钢管。利用扫描电镜、能谱以及 X射线衍射分析方法对内衬组织结构进行了分析。实验结果表明 ,内衬由以 Fe2 Ti、Al2 O3 为主的金属间化合物 -陶瓷层和以 Al2 O3 、Fe O·Al2 O3 为主的陶瓷薄层构成 ,两层之间为冶金结合。其中 Fe2 Ti呈大小不均的颗粒状或团聚状 ,两层中的 Al2 O3 均呈规则块状 ,同时 ,内衬中含一定数量的自蔓延反应不完全产物 Ti3 O5。

制备复合钢管的卡盘夹持式SHS离心机设计

通过SHS离心法试验原理，对卡盘夹持式SHS离心机的结构设计思路、主要特点进行了介绍。实践证明，设计的卡盘夹持式SHS离心机成功制备的外径76mm、长度100mm的陶瓷内衬复合钢管，产品性能稳定。

制备陶瓷内衬复合钢管的SHS离心机

通过ＪＳ－１型ＳＨＳ离心机的研制，介绍了该机的组成与结构特点，简述了在设计制造中的几个主要问题。实践证明，该机可成功地制备内径为５０～２００ｍｍ，长度在１００～２０００ｍｍ之间的中小型陶瓷内衬复合钢管。

CrO_3、CuO对SHS陶瓷衬层复合钢管组织和性能的影响

采用SHS铝热-重力分离法制备了陶瓷贻复合钢管。在SiO_2、NaF质量分数均为4％的条件下,研究了CuO、CrO3等添加剂对陶瓷内衬致密度、组织和性能的影响.并对二者的影响进行了比较。结果表明,在锅热剂为AL+Fe_2O_3+4％SiO_2+4％NaF+4％CrO_3的条件下,陶瓷衬层复合钢管具有较好的结合强度和耐腐蚀性能。

重力分离SHS陶瓷内衬复合管界面现象

利用自蔓延高温合成 -重力分离法制备了陶瓷内衬 2 0碳钢、Cr2 5 Ni2 0耐热钢和 1Cr18Ni9Ti不锈钢高炉煤粉喷吹复合管。对其界面现象的研究表明 ,金属 /陶瓷间的结合主要表现为机械结合。其中 ,在不锈钢复合管中除有更强的机械锚固效应外 ,还兼以由 Ti元素扩散而形成的溶解和浸润结合迹象。各复合管经使用后 ,碳钢、耐热钢复合管界面仍表现为机械结合 ,而在不锈钢复合管中 ,钢基中 Ti元素和煤粉中 C元素在界面区富集 ,陶瓷 /金属间过渡区加宽 ,且陶瓷一侧组织中出现 Ti C新相 ,使其结合方式逐渐向扩散结合过渡 。