SHS反应火焰喷涂TiC-TiB_2梯度过渡陶瓷涂层摩擦磨损机理研究

以Ti-B4C-C为主反应体系,Ni-Al金属粉末为过渡材料,采用自蔓延高温合成反应火焰喷涂技术,在45钢基表面制备TiC-TiB2梯度过渡复相陶瓷涂层。对涂层进行摩擦磨损试验,利用扫描电镜观察陶瓷涂层的磨损表面形貌,并分析其摩擦机制得出:涂层的耐磨性呈梯度变化;在不同的摩擦层面存在着粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损等多种不同的磨损机理。

在AZ91D表面SHS反应热喷涂Al-CuO系Al_2O_3基复相陶瓷涂层

采用SHS反应火焰喷涂技术,把Al-CuO系铝热剂引入到喷涂材料中,在AZ91D表面制备了Al2O3基复相陶瓷涂层。结果表明:SHS反应热喷涂层综合性能明显优于传统热喷涂层,传统热喷涂层的热震次数、开气孔率、耐蚀性和耐磨性分别为14次、17.4%、基体的24倍和8.5倍;而反应热喷涂层则分别为40次、15.2%、基体的37倍和10.6倍。若辅以Ni-Al合金打底,喷后重熔工艺可使反应喷涂层的综合性能进一步提高。

钢表面氧乙炔火焰辅助SHS反应辊压制备TiC-Ni涂层

提出了钢板表面预涂自蔓延材料,采用反应辊压技术制备功能梯度涂层新工艺;建立了计算TiC-Ni功能梯度涂层温度场及应力场的数学模型和涂层结构的物理模型。采用有限元分析软件分析了自蔓延反应喷涂后的辊压过程中残余应力场的分布,对不同辊压速度、温度条件下涂层残余应力场进行了模拟与比较。同时分别对经辊压和不经辊压的情况进行了比较。用金相显微镜观察涂层与基体横截面的形貌。结果表明:辊压能有效缓解涂层的残余应力;涂层的显微组织致密纯净,界面两侧的成分相互扩散,形成了冶金结合的界面。解释了涂层结合机理,它包含了Ti和Ni,Ti和C之间的两级SHS反应和Ni与Fe之间的一个界面扩散反应。反应辊压加工,使试件在熔合区与TiCNi界面间和熔合区与钢基体间都获得了很好的接合。

SHS反应火焰喷涂Al_2O_3陶瓷涂层修复工艺研究

利用自蔓延(SHS)反应火焰喷涂技术,以(CuO–Al)为反应主体系,设计了具体工件表面修复Al2O3陶瓷涂层的工艺。通过对陶瓷涂层的孔隙率、结合强度、耐磨损性能测试及实际应用表明,该工艺能够满足工件表面修复技术的需要,为该技术在具体工件上的实际运用提供了借鉴。

碳内标法对TN_(12)M_(10)合金SHS反应与结晶过程的研究

利用所发现的碳内标（ＣＩＳ）法研究了ＴＮ１２Ｍ１０合金的自蔓延高温合成（ＳＨＳ）反应与结晶过程的某些规律，指出了ＡＫ机制所存在的问题。

纤维C-内标技术对TN_(12)M_(10)合金的SHS反应过程

利用特殊的C-内标技术对TN_(12)M_(10)合金的SHS反应结晶过程进行了实验研究,发现包裹C-粒的包覆熔体(BFT)中含有杂质与合金元素;随着温度升高,Ca,Si,Fe,Ni的含量减少,直至消失,Ti,Mo含量则随之增加;BFT最后流到就近的Ti(Mo)C晶粒上结晶。因之,作者提出了TN_(12)M_(10)合金SHS反应结晶过程的顺序:(1)Ca,Si,Ni,Fe,Ti,Mo等杂质及合金元素随着加热温度的升高,依次先后熔化并随之被吸附于C-粒表面;(2)被吸附元素与C生成各自相应的亚稳定中间相,BFT正是由这些中间相组成的混合熔体;(3)BFT朝就近的燃烧波前处流动,使得包裹C-粒的BFT数量减少,上述熔体便继续包裹C-粒并形成新的BFT平衡数量;(4)当BFT中的C,Ti,Mo含量达到Ti(Mo)C的配比时,BFT就在近旁燃烧波前处的Ti(Mo)c晶粒表面结晶出新的Ti(Mo)C晶粒,最后完成SHS反应。文末讨论了A-K模型存在的问题。

纯铜表面SHS反应热喷涂Al_2O_3基复合陶瓷涂层的性能研究

采用SHS(自蔓延高温合成)反应火焰喷涂工艺,将Al-CuO铝热反应体系引入到喷涂陶瓷材料中,在纯铜表面制备Al2O3基复合陶瓷涂层.结果表明,SHS反应热喷涂层与基体的结合好于常规热喷涂,辅以Ni-Al合金打底,复合涂层500度下热震循环40次时仍完好无损.复合涂层的XRD图谱表明,在层间及涂层内部生成的NiCu及AlxCuy化合物有助于增强涂层的性能,同时Al的适当过量可以起到弥补喷涂过程中Al的损失并为体系提供良好的液相环境的作用,提高反应转化率,降低孔隙率,同时复合涂层具有较好的耐磨性及抗氧化性.

AZ31B镁合金表面SHS反应热喷涂复相陶瓷涂层的制备及性能

采用SHS反应火焰喷涂技术,把Al-TiO2-B2O3铝热反应剂引入喷涂材料中,采用机械球磨和聚乙烯醇(PVA)造粒制成喷涂复合粉末,在镁合金AZ31B表面制备Al2O3基复相陶瓷涂层。利用XRD和SEM分析了喷涂复合粉末和复合陶瓷涂层的组成及形貌,并对涂层的热震性能、致密性、显微硬度和耐磨性进行测试。结果表明:复合粉末经12 h球磨后发生铝热反应,粉末呈球形及少量片状,造粒后形成相互包覆的球形结构。涂层中生成TiB2、MgAl2O4等新相。该复合涂层熔化较充分,涂层与基体结合紧密,界面处Mg元素有扩散。复合涂层热震次数可达45次,清漆封孔后,孔隙率为0%,致密性很好,最大显微硬度值达1224 HV0.1,耐磨性比镁合金基体提高8倍以上。涂层热震性能、致密性、显微硬度和耐磨性明显优于普通热喷涂陶瓷涂层。

SHS/QC法制备TiC/Al_2O_3复合陶瓷的显微组织研究

通过自蔓延高温合成结合快速加压法（ＳＨＳ／ＱＣ）制备了ＴｉＣ／Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷。研究了在不同预热温度、不同稀释剂加入条件下制备的ＴｉＣ／Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷的相、组织特征。结果表明，随着预热温度的升高，燃烧由不稳定的螺旋燃烧向稳定的平面燃烧过渡，材料易于压实成型且反应充分，但生成的材料组织粗大。反之，生成的ＴｉＣ、Ａｌ２Ｏ３颗粒细小，但加压成型时易出现裂纹。试验测定了该体系的燃烧特性参数。

SHS法合成TiC的晶体结构形成过程分析

简要介绍了ＳＨＳ过程及其所得材料的一般特征，揭示了预热温度、急速冷却、添加剂等因素对ＳＨＳＴｉＣ显微结构的影响规律，分析了ＳＨＳＴｉＣ晶体结构特点，讨论了其合成和结构形成机制。

S(~3P)+SH(X^2Π)→S_2(X^3∑_g^-)+H(~2S)反应在新势能面上的准经典轨线研究

基于新构建的全维双多体展开势能面,运用准经典轨线方法研究了S(~3P)+SH(X^2Π)→S_2(X^3∑_g^-)+H(~2S)反应.计算得到了反应的积分截面、热速率常数、矢量相关分布以及极化微分截面.对计算结果的分析表明,随着碰撞能的增加,积分反应截面有一个下降的趋势;而随着碰撞能的增加,产物的转动极化更趋向于面内反应机制.这些结果表明产物S2对于碰撞能的变化十分敏感.

高温自蔓延反应合成功能材料的研究进展

简要总结了自蔓延高温反应（SHS）的国内外发展过程。从SHS前驱体元素体系的组成及SHS产物的应用方向（粉体功能材料、陶瓷材料、涂层材料等）进行了分类阐述,着重分析了未来含能材料在SHS方面的应用。其次,重点分析了适用于不同应用方向SHS材料的点火机制、反应机制、热力学和动力学等理论分析,在此基础上提出绝热温度不是SHS反应唯一判据的新观点。最后,介绍了自蔓延高温反应的燃烧机理,阐明了反应物粒径、球磨参数、反应物压坯压力等工艺参数对SHS反应的影响,同时对SHS技术发展中存在问题进行了分析。

自蔓延高温合成反应在制备多孔材料中的应用

随着多孔材料在航空航天、石油化工、冶金、机械、医药、环保、建筑等多个领域的广泛应用,其制备工艺越来越受到人们的重视。自蔓延高温合成反应作为一种新型的制备技术,在制备多孔材料中又有其独特的特点。本文介绍了现阶段自蔓延高温合成反应在多孔材料制备中的应用及制备工艺的进展。

S_H2取代反应的动力学探讨

本文研究了均裂型双分子取代,即S_H2反应,讨论了这类反应的动力学的几种因素.

梯度过渡复相陶瓷涂层的制备及其耐磨性能研究

采用幂函数分布形式设计梯度过渡涂层,以Ti-B_4C-C团聚粉和Ni-Al自粘结复合粉的混合物为自蔓延反应火焰喷涂体系,在45号钢基体表面制备了Ti(C_x,N_y)-TiB_2和Ni_mAl_n梯度过渡的复相陶瓷涂层,研究了梯度过渡涂层的组织特点与耐磨性能。研究表明,当梯度指数为1,涂层按6层设计时,涂层为典型的多相非均质结构。Ti(C_x,N_y)-TiB_2复相陶瓷与Ni_mAl_n金属间化合物实现了沿涂层厚度方向的梯度过渡连接。梯度过渡陶瓷涂层的耐磨性是普通45号钢耐磨性的14倍,涂层磨损失效过程受粘着磨损与磨粒磨损共同作用,失效过程中陶瓷相的剥落是涂层磨损的关键环节,涂层中的粘接相、氧化物相和孔隙对涂层磨损有重要影响。

自蔓延高温合成辅助制备锶铁氧体预烧料的研究

采用马弗炉高温点燃的方法，研究了自蔓延高温合成辅助制备锶铁氧体预烧料的工艺，用磁性测量仪对产物的磁性能进行了测量，并用XRD对其组织结构进行了分析。研究结果表明，在SHS合成锶铁氧体的工艺中，随点燃温度的升高，反应越完全，锶铁氧体相生成得越多，并且通过把SHS反应得到的产物进行二次高温烧结，可以制备出单相磁性能为Br=0．163T，Hcb=113kA／m，Hcj=254kA／m，(BH)max=5kJ／m^3的锶铁氧体预烧料。讨论了粉料的压坯密度对预烧料性能的影响。结果表明：一定的工艺条件下，在30％～65％的相对密度范围内，粉料坯片的相对密度大小对产物磁性能的影响不大。

TiAl金属间化合物自蔓延高温连接接头组织特征

焊接材料: TiAl金属间化合物 焊接方法: 自蔓延高温连接(简称SHS连接)是指利用SHS反应的放热及其产物来焊接受焊母材的技术.即以反应放出的热量为高温热源,以SHS产物为焊料,在焊接件间形成牢固连接的过程.

高铬铸铁表面制备陶瓷涂层的研究

以Ti-B4C-蔗糖-Al和Ni-Al自粘结复合粉为喷涂体系,通过自蔓延反应火焰喷涂技术,采用梯度过渡涂层设计,在高铬铸铁泵叶表面制备了梯度过渡陶瓷涂层。主要研究了喷涂工艺、涂层性能以及喷涂前后基体组织及性能变化等问题。结果表明:利用自蔓延反应火喷涂技术在高铬铸铁表面制备梯度过渡陶瓷涂层是可行的;引入梯度过渡涂层设计后尽管使涂层的显微硬度有所下降,涂层孔隙率有一定增大,但可以明显改善陶瓷涂层与基体的结合,提高结合强度,同时不会造成基体材料和性能发生明显变化。

碰撞对喷涂陶瓷涂层粒子的影响

通过Ti-B4C-C喷涂体系的自蔓延反应火焰喷涂TiC-TiB2复相陶瓷涂层试验,研究了喷涂过程中处于自蔓延反应状态的飞行粒子与基体的碰撞行为,分析了飞行粒子的反应中间状态及其与基体碰撞变形形态,揭示了碰撞造成粒子自蔓延反应终止的本质原因。结果表明,飞行粒子的自蔓延反应是由表向内进行的,碰撞极大地影响飞行粒子的自蔓延反应进程,由于碰撞压缩弹性波作用、接触物理介质突变和热传导快速凝固等三方面作用导致飞行粒子的自蔓延反应终止。

Ti-B_4C-蔗糖系团聚粉飞行燃烧研究

通过改进粉体制备工艺,以蔗糖为前驱体,利用前驱体法首次成功制备了Ti-B4C-C三元复合团聚粉。在此基础上,利用SHS反应火焰喷涂技术,在钢基体表面制备了TiC-TiB2复相陶瓷涂层。通过水淬熄实验和SEM、XRD及金相分析等实验方法,对SHS反应火焰喷涂过程中团聚粒子的飞行燃烧及涂层形成过程进行了研究。