SiC陶瓷/SiC陶瓷及SiC陶瓷/Ni基高温合金SHS焊接中的界面反应及微观结构研究

采用加压自蔓延高温合成（ＳＨＳ） 焊接工艺，连接ＳｉＣ陶瓷／ＳｉＣ陶瓷以及ＳｉＣ陶瓷／Ｎｉ 基高温合金． 为了得到牢固的界面结合，实验了多种焊料配方． 而且基于润湿性、亲合性、ＳＨＳ起爆温度及界面反应的可能性等多方面的考虑，设计并实验了多层焊料配方． 微观结构显示，液相反应产物对ＳｉＣ 陶瓷的润湿性很好． 液相能够渗入陶瓷的表面开孔之中，而且界面结合很好． 成分分析证实，界面处发生了界面扩散，这有助于界面结合强度的提高．

SiO_2/CrO_3对SHS陶瓷复合钢管力学性能的影响

采用重力分离自蔓延高温合成技术，制备了陶瓷内衬复合钢管，研究了添加ＣｒＯ３和ＳｉＯ２对陶瓷复合钢管的压溃强度、压剪强度、陶瓷层相对密度、显微硬度的影响．结果表明：添加ＳｉＯ２可以通过增加低熔点相来提高复合钢管的力学性能，以ＣｒＯ３部分取代Ｆｅ２Ｏ３可以通过升高反应温度来提高复合钢管的力学性能．同时加入４％ＳｉＯ２（质量分数，下同）和８％ＣｒＯ３，可以获得性能优良的陶瓷内衬复合钢管．

离心SHS陶瓷复合钢管的裂纹形成机理

根据离心ＳＨＳ陶瓷复合钢管温度场的数值模拟结果，对各层的温度、尺寸以及陶瓷层中应力在冷却过程中所发生的变化进行了分析和有关计算，研究了陶瓷层在不同温度阶段形成裂纹的类型及其机理，并提出准压裂纹的概念，按裂纹产生的力学原因将陶瓷层裂纹类型归纳成张裂纹、压裂纹和准压裂纹三种．上述研究结果归纳到一张图上，称为离心ＳＨＳ陶瓷复合钢管冷却全息图．该图信息丰富，一目了然，为分析陶瓷层裂纹的形成机理及其控制手段提供了理论依据．最后，指出热应力和钢管的压迫力是陶瓷层产生裂纹的两个主要原因，欲减少陶瓷层裂纹的形成，不但要控制陶瓷层还要控制钢管的冷却速率．

自蔓延高温合成Ni-Zn铁氧体反应机制的研究

采用“气窒法”实现燃烧波的“淬熄” ,获得了自蔓延高温合成Ni-Zn铁氧体中不同阶段的燃烧产物 .对燃烧产物进行XRD分析 ,并结合热力学和TG -DTA分析 ,探讨了自蔓延高温合成Ni-Zn铁氧体的反应机制 .研究结果表明 ,Fe粉在高压氧气下被氧化生成Fe2 O3 并放出大量的热 ,使自蔓延反应进行 ,同时Fe2 O3 与ZnO ,NiO接触 。

自蔓延高温合成Ni_(0.35)Zn_(0.65)Fe_2O_4粉体的研究

在自蔓延高温合成 (SHS)Ni0 .35Zn0 .65Fe2 O4 铁氧体粉体的实验中 ,研究了铁粉含量、氧压力、原料粉体粒度和相对密度对燃烧温度、燃烧波速度的影响 ,以XRD ,TEM ,振动样品磁强计 (VSM )分别对产物的微观结构、磁性能进行了研究 ,制备了粒度分布均匀、磁性能优良的Ni0 .35Zn0 .65Fe2 O4 磁粉 .

氧化铝陶瓷内衬不锈钢复合钢管的组织与性能

用自蔓延铝热－重力分离法制备了氧化铝陶瓷内衬不锈钢复合钢管．测定了复合钢管的机械性能，并用金相显微镜、扫描电子显微镜、Ｘ射线衍射分析仪分析了复合钢管的组织结构．试验结果表明：外层钢管与内衬陶瓷间因形成ＦｅＯ·Ｃｒ２Ｏ３尖晶石相而产生反应润湿，陶瓷层由隐针状内层、柱状中间层和外层树枝晶组成．由于陶瓷与钢管结合模式的改变，复合钢管的压剪强度由普通碳钢复合管的１５．４ＭＰａ提高到不锈钢复合管的２６．５ＭＰａ．

添加剂对自蔓延高温合成AlN的影响

着重研究了添加剂对自蔓延高温合成AlN中的含氧量增加的影响 ,讨论了AlN形态与含氧量之间的关系 .疏松剂NH4 Cl虽可使得产物疏松 ,易于破碎 ,但它增加了体系中水蒸汽量 ,促进AlN中含氧量的增加 .碳的存在可降低体系中的水蒸汽量 ,使NH4 Cl对产物中含氧量的促进作用受到抑制 .部分碳化的蔗糖在自蔓延过程中发生碳化 ,可获得较大的表面积 ,使得其较明显地抑制含氧量的增加 .在自蔓延高温合成过程中 ,AlN的含氧量与其形态关系密切 .含氧量高的AlN倾向于形成晶须 ,而含氧量低的AlN倾向于形成颗粒状 .AlN晶须以固 -液 -气 (VLS)机制生长 .VLS机制所需液相的生成与氧有关 .液相产生所需的氧应主要来自气体中的含氧杂质(氧气和水蒸汽 ) .

初始硅粉粒度对自蔓延高温合成氮化硅的影响

研究了平均粒度分别为２，７．８和１５．４μｍ的３种初始硅粉在氮气中的燃烧氮化规律．初始硅粉粒度越细，则在氮气中的燃烧温度就越高，燃烧波蔓延速度越快，激活能也越低；较细的硅粉表面的硅蒸发通量大，ｐｓｉ高，易于形成延长方向与硅粉表面垂直的针状或柱状、纤维状晶体；而较粗的硅粉则易于形成氮化硅包覆层，且可以通过“包覆爆裂”机制继续进行二次氮化．较细的硅粉在氮气中的燃烧温度曲线上只出现一次燃烧峰，而较粗的硅粉却出现二次燃烧峰，硅粉越细，燃烧后产物中的α－Ｓｉ３Ｎ４量就越低．

陶瓷内衬复合铜管的自蔓延高温合成

开发了离心自蔓延高温合成陶瓷内衬复合铜管制造工艺 ,研究了离心力和添加剂对复合铜管性能的影响。随着离心力增大 ,陶瓷层的孔隙度降低、压溃强度和压剪强度明显提高 ,离心力超过200G后 ,压剪强度反而降低。铝热剂中加入SiO2 也可降低孔隙度 ,提高压剪强度。提高铝热剂预热温度 ,可加快铝热反应速度 ,改善复合铜管质量。

(Ti-2B-60%Ni)/(3Ti-2BN-xNi)层状材料燃烧合成研究

研究了当燃烧波蔓延通过 (Ti-2B -6 0 %Ni) /(3Ti-2BN -xNi) (x =0 ,10 % ,2 0 % ,40 % ,均为质量分数 ,以下同 )两层混合粉料时 ,3Ti-2BN -xNi层稀释剂Ni含量的改变及混合粉料相对密度的变化对燃烧波形态和燃烧波波速的影响规律 .经实验测定 ,Ti-2B-6 0 %Ni,3Ti-2BN ,3Ti-2BN -10 %Ni,3Ti -2BN -2 0 %Ni单层混合粉料在生坯压制压力 p =6 0MPa时其燃烧波波速分别为 :2 8.35 ,4.96 ,4.43 ,3.83mm/s.在此条件下 ,燃烧波在 3Ti-2BN -4 0 %Ni混合粉料中不能自蔓延 .上述研究结果为燃烧合成功能梯度材料奠定了基础 .

自蔓延高温合成法制备Al_2O_3-Cr金属陶瓷

研究了稀释剂Ｃｒ２Ｏ３对Ａｌ－Ｃｒ２Ｏ３体系自蔓延高温合成（ＳＨＳ）反应过程及反应产物的影响，并讨论了用自蔓延加压法制备致密的Ａｌ２Ｏ３－Ｃｒ金属陶瓷的可能性．实验结果表明：随稀释剂Ｃｒ２Ｏ３加入量的增加，Ａｌ－Ｃｒ２Ｏ３体系ＳＨＳ反应温度和反应产物的孔隙度逐渐降低，激发反应所需的加热时间延长．稀释剂Ｃｒ２Ｏ３的加入能改善Ａｌ２Ｏ３与Ｃｒ之间的润湿性，避免在反应产物中出现Ｃｒ偏聚和分层现象．在一定稀释剂Ｃｒ２Ｏ３加入量下，通过采用在ＳＨＳ反应结束后迅速施加一压力将可能制备出致密的Ａｌ２Ｏ３－Ｃｒ金属陶瓷．