SHS復(fù)合管制備工藝及界面微觀結(jié)構(gòu)研究.pdf_第1頁
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1、自蔓延高溫合成(SHS)是二十世紀(jì)六十年代末興起的材料合成新技術(shù),其顯著特點(diǎn)是利用化學(xué)反應(yīng)自身放熱瞬間完成其它方法無法實(shí)現(xiàn)的材料的合成。SHS技術(shù)因設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝參數(shù)和材料成分易于控制及產(chǎn)品致密度較高而受到人們重視,并已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。陶瓷復(fù)合管的質(zhì)量問題突出地表現(xiàn)在復(fù)合管制備工藝及其界面結(jié)合性能方面,因此開展復(fù)合管制備工藝及其界面微觀結(jié)構(gòu)的研究十分必要。 本文通過在反應(yīng)物中加入填加劑改變?cè)械呐浞皆O(shè)計(jì),并采用SHS-重力法及SHS

2、-離心法,制備了新型的陶瓷復(fù)合管;采用密度試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)、抗熱震性試驗(yàn)等方法測(cè)試了復(fù)合管的物理和力學(xué)性能;利用光學(xué)顯微鏡、SEM、XRD分析了陶瓷層與中間層微觀結(jié)構(gòu)及相組成;研究了填料密度、離心力等工藝參數(shù)、填加劑成分及界面結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合管性能的影響。通過SHS-重力法相分離和凝固模型的建立,討論了SHS-重力法相分離及凝固規(guī)律。 研究表明,當(dāng)填料密度為1.6g/cm3,SiO2含量為2%~4%時(shí),復(fù)合管陶瓷層均勻光滑

3、,性能最佳。填加TiO2后,有利于Al2O3晶格缺位附近質(zhì)點(diǎn)遷移擴(kuò)散,一方面活化了Al2O3晶格,促進(jìn)燒結(jié)過程和提高了致密度,使陶瓷強(qiáng)度得以提高;另一方面,TiO2縮小了陶瓷凝固溫度區(qū)間,減小了熱裂傾向。加入Na2B4O7后改善了界面結(jié)合處Al2O3陶瓷熔體與Fe之間的浸潤(rùn)性,進(jìn)一步減緩了由陶瓷直接向金屬過渡的物性不匹配程度,因而顯著增強(qiáng)了陶瓷/金屬界面結(jié)合強(qiáng)度,使復(fù)合管具有良好的力學(xué)性能。 采用SHS-離心法制備復(fù)合管時(shí),在2

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