燃烧合成Cr-(Al,Cr)2O3金属陶瓷的耐磨性能

用热爆燃烧合成法结合熔体施压致密化,制备了相对密度约90％的Cr-（Al,Cr）2O3金属陶瓷,金属Cr颗粒均匀弥散分布于陶瓷板片间或板片内,尺寸可达200nm左右．研究了金属陶瓷的耐磨性能．结果表明,干摩擦条件下,金属陶瓷具有优良的耐磨性能;磨损体积与稀释剂Al2O3加入量和过量Cr2O3的含量有关,两者合理搭配可使Cr-（Al,Cr）2O3的磨损体积小于粉末烧结氧化铝陶瓷的磨损体积．磨损机理主要是块状剥落．油润滑后,147N载荷下,金属陶瓷经6000m滑动距离仍基本无磨损体积损失;随载荷提高,磨损体积有所增大,但仍比Cr12MoV钢小一个数量级以上．     

Cr-Al(Cr)2O3金属陶瓷的制备与抗氧化性能

研究了加入稀释剂Al2O3和过量Cr2O3对Al-Cr2O3体系燃烧合成反应温度和加热速度对起始反应温度的影响。确定了既可获得金属陶瓷熔体又易于实现燃烧合成的体系成分。通过燃烧合成和控制熔体冷却条件的凝固技术合理结合,制备了Cr相颗粒细小均匀分布于陶瓷基体的Cr-A(lCr)2O3金属陶瓷,该金属陶瓷具有较好的抗高温氧化性能。     

碳化钛基金属陶瓷的燃烧合成致密化

研究了用燃烧合成－压制工艺一步合成非化学计量碳化钛基金属陶瓷，结果表明，存在一最佳施压滞后时间，此时可获得最大密度的产物，Ｔｉ粉的氢含量低于利用产物致密化。最终产物密度随外加压力的增大而增加，当外加压力大于１００ＭＰａ后，增加趋势变缓。外加压力保持时间超过１ｍｉｎ后，产物密度并不增加，最终产物由非化学计量碳化钛和钛组成。     

燃烧合成Cr＋Al2O3金属陶瓷的组织结构及形成过程分析

利用Ａｌ与Ｃｒ２Ｏ３间的自蔓延燃烧合成工艺在是室温下的空气中制备了Ｃｒ＋Ａｌ２Ｏ３金属陶瓷复合材料,并对其组织结构特征及形成过程进行了分析。结果表明：Ｃｒ＋Ａｌ２Ｏ３金属陶瓷的组织是由Ｃｒ和Ａｌ２Ｏ３两相呈柱状交替分布组成的;试样中存在一定数量的孔洞,但孔洞是不连能的。     

Co-Al2O3金属陶瓷的制备与燃烧合成反应控制

应用燃烧合成法制备Co-Al2O3金属陶瓷,通过添加稀释剂Al2O3和反应性添加物TiO2控制燃烧合成反应,并探讨了其对金属陶瓷组织结构的影响。利用Al-Fe2O3助燃体系控制热爆反应的起始温度,使热爆反应在1050K左右进行,制备了Co-Al2O3金属陶瓷的中空件,并获得了金属相细小、均匀分布于陶瓷基体中的Co-Al2O3金属陶瓷。     

聚合物对Al-Cr2O3体系燃烧合成的影响

考究了聚合物对Ａｌ－Ｃｒ２Ｏ３体系燃烧合成过程的影响。结果表明添加聚合物不仅能使铝热反应型体系更易点燃，燃烧波蔓延速度加快，而且还能提高自蔓延燃烧温度，使Ａｌ－Ｃｒ２Ｏ３体系燃烧模式趋向式稳态平面燃烧。     

超重力辅助燃烧合成制备致密YAG陶瓷

将超重力技术和燃烧合成技术相结合实现了一种可直接熔融铸造陶瓷材料的新型制备方法.以Al粉、NiO_2粉、Y_2O_3粉为原料,在不同水平超重力场的作用下,通过燃烧合成技术制备出致密的YAG (Y_3Al_5O_(12))块体陶瓷.利用XRD和SEM对产物的主要成分和形貌进行了表征,并利用阿基米德法分别测量了不同超重力系数下产物的密度.实验结果表明,通过超重力场,实现了制备陶瓷的致密化,所合成的YAG陶瓷具有较高的致密度,最高可达98.6%.随着超重力场的提高,陶瓷的致密度有着显著的提高.较高的超重力促进了熔体中金属、陶瓷、气体各相分离,促使陶瓷熔体致密化.超重力辅助燃烧合成技术也有望实现其他各种陶瓷材料和新型材料的熔融铸造.     

燃烧合成Cr3C2-AIN-FeCr复相陶瓷涂层的研究

采用燃烧合成技术在碳钢表面制备了复相金属陶瓷涂层。为改善涂层与基体之间的润湿性，采用了σ-FeCr金属间化合物作为润湿组分。涂层试样的微观组织形貌及相组成分析表明，涂层主要是由Cr3C2、AIN以及σ-FeCr所组成的复相体系。涂层界面形貌观察分析表明涂层与基体之间为冶金结合，热震实验结果表明涂层具有良好的结合力。     

燃烧合成Cr3C2-AlN-FeCr复相陶瓷涂层的研究

采用燃烧合成技术在碳钢表面制备了复相金属陶瓷涂层。为改善涂层与基体之间的润湿性,采用了σ-FeCr金属间化合物作为润湿组分。涂层试样的微观组织形貌及相组成分析表明,涂层主要是由Cr3C2、AlN以及σ-FeCr所组成的复相体系。涂层界面形貌观察分析表明涂层与基体之间为冶金结合,热震实验结果表明涂层具有良好的结合力。     

电场作用下燃烧合成TiC-Al2O3-Al致密复合材料的研究

以3TiO2 3C (4 x)Al反应体系为对象,利用电场的激活作用和燃烧合成过程中形成的液态Al对合成产物的渗透作用,探讨了在无外加机械压力的条件下直接燃烧合成致密TiC-Al2O3-Al复合材料的可能性.结果表明,外加电场可提高体系的绝热燃烧温度,从而突破该体系只能在x＜10 mol下发生燃烧合成反应的热力学限制;而且,随着体系中过余Al量x的增加,合成的TiC和Al2O3晶粒尺寸减小,合成材料的致密性提高.当体系中过余Al量x=14 mol、E=25 V/cm时,直接燃烧合成了致密性达92.5%的TiC-Al2O3-Al复合材料,且该材料具有如下力学性能硬度HRC=56.5,抗弯强度σf=531 MPa,断裂韧性K1C=10.96MPa·m1/2.     

等离子原位合成Cr-Al2 O3金属陶瓷涂层的组织与性能

利用等离子激发原位反应在碳钢表面合成了Cr-Al2O3金属陶瓷涂层。借助扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪和显微硬度计对涂层的组织、结构和性能进行了测试。结果表明,涂层的主要组成相为Cr和Al2O3;涂层的微观组织形貌是以树枝状Al2O3陶瓷为骨架,金属晶粒Cr分散在Al2O3陶瓷相的周围;涂层的硬度高于基体,硬度可达1630HV;在其它工艺参数不变的条件下,电流越大,涂层越厚;利用等离子原位合成技术处理的抽油泵管,其使用寿命分别高于未处理、激光淬火及电镀处理的管道。     

Cr_3C_2基金属陶瓷高温抗氧化性能的研究

采用真空液相烧结法制备Cr3C2基金属陶瓷。通过成分设计、优化烧结工艺提高Cr3C2基金属陶瓷力学性能。测定并计算了恒温氧化增重与时间的函数关系遵循抛物线规律。结果表明,这类陶瓷材料的氧化为"钝性氧化",显示出较好的抗氧化性。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等检测方法,分析了氧化膜的组成与结构,探讨了材料的氧化机制。     

超重力燃烧合成ZTA-TiC-Fe金属陶瓷的高温稳定性

使用超重力燃烧合成技术制备了ZTA-TiC-Fe金属陶瓷复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及变温X射线衍射对金属陶瓷样品的物相组成、微观结构以及升降温过程中材料的微观结构演变行为进行研究。结果表明:利用超重力燃烧合成熔铸方式可直接制备出ZTA-TiC-Fe金属陶瓷;其中t-ZrO2与Al2O3形成的ZTA共晶陶瓷相呈三维网状结构,TiC包覆金属Fe填充于三维ZTA陶瓷骨架中;ZTA-TiC-Fe失效机理:Fe和ZrO2相在750℃左右发生相变;Fe、ZrO2在升降温过程中相变产生的体积变化以及各组分相热膨胀系数不同所引起的内应力释放,导致材料微观结构破坏;有氧环境中,温度超过550℃,表层Fe相的氧化速度加快,生成结构疏松多孔的红褐色Fe2O3。Fe相氧化产生约8倍的体积膨胀,导致三维陶瓷骨架不可逆破裂。     

燃烧合成TiB2-Al2O3陶瓷复合粉体及其表征

采用TiB2-Al2O3-Al还原体系，通过燃烧还原技术制备了TiB2-Al2O3陶瓷复合粉体。利用XRD，XPS和SEM技术对合成粉体的相组成、化学组成及宏观组织结构进行了分析。复合粉的显微结构由TEM和HREM进行表征。结果表明，用燃烧合成法在420℃～700℃之间可制得TiB2-Al2O3陶瓷复合粉体。该粉体仅由TiB2和Al2O3两相组成，颗粒分布较均匀。由于TiB2与Al2O3间形成了结合良好的界面，颗粒间彼此能有效地抑制晶粒长大，从而使TlB2-Al2O3陶瓷复合粉的粒径减小，颗粒平均粒度在3μm～5μm之间。     

Mo-Al2O3金属陶瓷的氧化和渣蚀行为研究

热压注成型体积比为1：1的Mo-Al2O3金属陶瓷在空气中氧化始于500℃左右，生成MoO2，表现出增重；高于750℃时，由于生成的MoO3直接蒸发，明显失重。金属陶瓷中Al2O3含量越高，材料的抗氧化性能越好。在H2保护下金属陶瓷在钢渣中1650℃保温2h渣蚀时，由于材料中金属Mo被渣中FeO氧化后挥发，使得材料表层出现微小气孔，熔渣向材料中渗透，同时陶瓷晶粒从3～5μm增大到50-80μm。渣中的CaO与材料中陶瓷相Al2O3发生反应生成CA、C2A、C12A7等低熔点物质，使得材料性能进一步恶化，故该材料不宜在氧化性气氛或钢渣中长时间使用。     

无氧燃烧合成和含氧燃烧合成的进展

综述燃烧合成技术和材料的发展。讨论燃烧合成中的化学、无氧燃烧合成与含氧燃烧合成中的化学和材料