SHS復合管制備工藝及界面微觀結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、自蔓延高溫合成(SHS)是二十世紀六十年代末興起的材料合成新技術(shù)，其顯著特點是利用化學反應自身放熱瞬間完成其它方法無法實現(xiàn)的材料的合成。SHS技術(shù)因設(shè)備簡單、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，并已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。陶瓷復合管的質(zhì)量問題突出地表現(xiàn)在復合管制備工藝及其界面結(jié)合性能方面，因此開展復合管制備工藝及其界面微觀結(jié)構(gòu)的研究十分必要。 本文通過在反應物中加入填加劑改變原有的配方設(shè)計，并采用SHS-重力法及SHS

2、-離心法，制備了新型的陶瓷復合管；采用密度試驗、硬度試驗、結(jié)合強度試驗、抗熱震性試驗等方法測試了復合管的物理和力學性能；利用光學顯微鏡、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)對復合管性能的影響。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，當填料密度為1.6g/cm3，SiO2含量為2％～4％時，復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)點遷移擴散，一方面活化了Al2O3晶格，促進燒結(jié)過程和提高了致密度，使陶瓷強度得以提高；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之間的浸潤性，進一步減緩了由陶瓷直接向金屬過渡的物性不匹配程度，因而顯著增強了陶瓷/金屬界面結(jié)合強度，使復合管具有良好的力學性能。 采用SHS-離心法制備復合管時，在2