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1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文原料及化學(xué)爐對(duì)燃燒合成AlB2Al2O3復(fù)合粉體相組成的影響專業(yè):材料學(xué)碩士生:張立指導(dǎo)教師:肖國(guó)慶教授摘要AlB2Al2O3復(fù)合粉中的AlB2可做為低碳MgOC質(zhì)耐火材料的新型抗氧化劑,Al2O3在高溫下與低碳MgOC質(zhì)耐火材料中的MgO反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石(MgAl2O4),可提高耐火材料的抗侵蝕性,所以AlB2Al2O3復(fù)合粉體在低碳MgOC質(zhì)耐火材料領(lǐng)域,具有潛在的應(yīng)用前景。本文研究了以Al和B2O3粉
2、為原料,采用自蔓延高溫合成方法制備AlB2Al2O3復(fù)合粉體。利用熱力學(xué)理論計(jì)算了AlB2O3體系的絕熱溫度,并用差熱熱重法分析了反應(yīng)過(guò)程中的物理化學(xué)變化。采用X射線衍射儀、掃描電鏡和能譜儀分析手段,探究了Al粉形狀、Al粉粒度、原料配比對(duì)燃燒合成復(fù)合粉體產(chǎn)物相組成和微觀組織的影響,并研究了化學(xué)爐輔助對(duì)自蔓延高溫合成AlB2Al2O3復(fù)合粉體相組成的影響。熱分析結(jié)果表明:AlB2O3體系絕熱溫度為2327K,該體系發(fā)生的物理化學(xué)變化過(guò)程
3、為:溫度399K時(shí),B2O3吸熱脫水;溫度增加到723K時(shí),B2O3吸熱熔化;繼續(xù)增加溫度到937K時(shí),Al熔化;溫度升高至1131K時(shí)發(fā)生Al和B2O3強(qiáng)放熱效應(yīng)的氧化還原反應(yīng),同時(shí)生成AlB2Al2O3復(fù)合粉體。研究表明:AlB2O3體系自蔓延高溫合成產(chǎn)物為AlB2、Al2O3以及殘留的少量Al。分別研究了球狀、不規(guī)則狀、鱗片狀A(yù)l粉對(duì)該體系燃燒合成產(chǎn)物相組成的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn):以球狀A(yù)l粉為原料,產(chǎn)物中AlB2含量更高。進(jìn)而研究了球
4、狀A(yù)l粉100目、300目及600目三種粒度對(duì)產(chǎn)物相組成的影響,結(jié)果表明:隨著Al粉粒度的減小,自蔓延高溫合成反應(yīng)的最高燃燒溫度提高,燃燒波速增大,復(fù)合粉體中AlB2含量增加,當(dāng)Al粉為600目時(shí)燃燒波速為2.08mms,AlB2和Al2O3含量最高。相對(duì)于理論配比,隨著Al過(guò)量10%、20%、30%、40%,產(chǎn)物中Al2O3含量先增加后減少,在Al過(guò)量30%時(shí)達(dá)到最大值,AlB2含量保持不變。采用Ti和C粉混合物為化學(xué)爐輔助自蔓延高溫
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