自蔓延高溫合成AlB2-Al2O3復(fù)合粉體及機(jī)理研究.pdf

1、本論文以金屬Al粉、B2O3粉、H3BO3粉和無定形B粉為原料，采用燃燒合成方法，探究了不同原料對燃燒合成AlB2-Al2O3復(fù)合粉體的影響；利用燃燒波焠熄法研究了燃燒合成AlB2-Al2O3復(fù)合粉體過程中的反應(yīng)機(jī)理。在熱力學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上，討論了Al-B2O3體系、Al-H3BO3體系和Al-B體系燃燒反應(yīng)的可行性；利用X射線衍射儀（XRD）分析了燃燒合成產(chǎn)物的物相組成；采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FES EM）觀察了燃燒合成產(chǎn)物和焠熄試

2、樣的微觀組織結(jié)構(gòu)，并利用能譜儀（EDS）對微區(qū)成分進(jìn)行分析；利用差示掃描量熱分析-熱重分析（DTA-TG）測量了Al-B2O3體系在反應(yīng)過程中的熱效應(yīng)。通過研究分析得出如下結(jié)論：
　　（1）Al-B2O3體系的絕熱燃燒溫度為2327K，可以發(fā)生自蔓延自維持反應(yīng)。Al-H3BO3體系和Al-B體系在預(yù)熱溫度分別高于470K和1000K時(shí)，才可以發(fā)生自蔓延自維持反應(yīng)。
　?。?）Al-B2O3體系燃燒反應(yīng)中的顯微組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變可以

3、用溶解-析出機(jī)制加以描述，即B2O3先熔化，Al熔化后形成B2O3-Al溶液，體系發(fā)生反應(yīng)的初始溫度為1073K。當(dāng)B2O3和Al的含量達(dá)到飽和時(shí)B和Al2O3從熔液中析出，隨后Al和B發(fā)生合成反應(yīng)，從熔液中析出AlB2。在溶解-析出機(jī)制的基礎(chǔ)上，建立了該體系的動力學(xué)模型。
　　（3）燃燒合成AlB2-Al2O3復(fù)合粉體時(shí)，不同原料對燃燒產(chǎn)物的相組成影響較大。以Al和B2O3為原料時(shí)，主產(chǎn)物相為AlB2、Al2O3和殘余的Al，雜