Al(Cr)-,2-O-,3-—Cr(Mo)金屬陶瓷的燃燒合成與性能.pdf

1、本文研究了理想的熱力學(xué)假設(shè)條件下，稀釋劑(Al2O3、Cr2O3)和高放熱反應(yīng)體系(Al-CrO3、Al-MoO3)對Al-Cr2O3體系燃燒合成反應(yīng)T0與Tad關(guān)系的影響。熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，可以通過添加Al2O3、Cr2O3稀釋劑和高放熱Al-CrO3和Al-MoO3反應(yīng)體系組元到Al-Cr2O3反應(yīng)體系中，在不影響燃燒合成自我維持判據(jù)(Tad≥1800K)的前提下，達(dá)到在較大范圍內(nèi)改變產(chǎn)物成分，調(diào)節(jié)燃燒溫度(T0、Tad)，從而實(shí)

2、現(xiàn)改善產(chǎn)物微觀組織和性能的目的。在此基礎(chǔ)上研究了添加劑(Al2O3、Cr2O3稀釋劑，Al-CrO3、Al-MoO3高放熱反應(yīng)組元和某聚合物)對Al-Cr2O3體系燃燒合成反應(yīng)的影響，以及不同添加劑在自蔓延與熱爆兩種反應(yīng)模式下的作用。 在熱爆模式下研究了加熱速率、預(yù)制塊相對致密度等工藝參數(shù)對燃燒合成反應(yīng)過程的影響。較大的加熱速率使得反應(yīng)過于激烈，較慢的加熱速率則使反應(yīng)困難。預(yù)制塊相對致密度低會(huì)導(dǎo)致熱爆反應(yīng)無法進(jìn)行。選用聚合物為反

3、應(yīng)活化劑，添加一定量的稀釋劑，采用熱爆+熱壓的工藝制得了相對致密度在90％以上、具有一定形狀和尺寸的金屬陶瓷試樣。致密化研究發(fā)現(xiàn)，對高溫反應(yīng)產(chǎn)物施加壓力可以有效地提高產(chǎn)物的相對致密度，制得一定形狀的成形件，為解決高硬度金屬陶瓷難加工的問題提供了思路。 運(yùn)用X射線衍射、掃描電鏡、能譜分析和金相顯微鏡等對燃燒合成產(chǎn)物進(jìn)行物相分析和組織形貌觀察。結(jié)果表明，燃燒合成產(chǎn)物中的陶瓷相為以Al2O3為主的，固溶度不同的(Al，Cr)2O3固溶

4、體；除了少數(shù)大顆粒的金屬相外，組織中的金屬相細(xì)小彌散地分布于陶瓷基體中，并存在納米尺寸的金屬顆粒。陶瓷相具有三種形態(tài)：邊界較圓整的塊狀，細(xì)小的、按一定的取向交叉排列的長條狀以及粗大的長條狀。金屬相多以顆粒狀分布在陶瓷晶體內(nèi)或晶界處，或者與陶瓷相形成共晶組織。共晶體呈準(zhǔn)規(guī)則的結(jié)構(gòu)，棒狀的金屬相細(xì)小、彌散地分布在連續(xù)的陶瓷基體中。共晶體的分布具有區(qū)域性?；趯Ψ磻?yīng)過程和微觀組織的研究，提出了Al-Cr2O3體系的反應(yīng)微觀模型。 最后