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以Ti粉、B_4C粉和蔗糖(C的前驱体)为原料,制备了Ti(C,N)-TiB_2复相结构陶瓷坯件,分析了陶瓷坯件的组织结构与性能.研究得出,该复相结构陶瓷的组织为典型的多相非均质结构,主要由Ti(C_0.7,N_0.3)、TiC、TiN、TiB_2、TiO_2、Ti_2O等各相组成,其中,Ti(C_0.7,N_0.3)相在整个坯件中广泛分布,构成坯件组织的基体,TiC、TiN和TiB_2等相分布在基体相之中,它们之间界面良好,组织致密,而Ti_2O、TiO_2等副产物相结构较为松疏,周围伴有气孔等缺陷.喷射沉积坯件的孔隙率为2.9%,显微硬度(HV_0.2)为19450 MPa,断裂韧性为6.0 MPa·m~(1/2).

关键词: 自反应喷射成型 , 复相结构陶瓷 , 组织性能 , Ti(C , N)-TiB_2

自反应喷射成型复相陶瓷中的飞行粒子燃烧反应研究

王建江 , 刘宏伟 , 温晋华 , 胡文斌

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00195

基于Ti-B₄C-蔗糖体系，自反应喷射成型了Ti(C, N)-TiB₂复相陶瓷坯件，通过淬熄试验和碰撞试验，研究了喷射粒子的飞行燃烧与自蔓延反应特性.研究表明，在喷射过程中，喷射粒子在火焰场中经历受热、表面熔融、反应转化过程形成陶瓷熔滴；反应始于Ti的熔化，在整个喷射过程中伴有Ti的氮化和氧化；各喷射粒子独立地构成微自蔓延反应单元，整个喷射体系及过程不存在宏观的燃烧波和燃烧界面的移动；每个喷射粒子按自己的飞行轨迹，在不同时段发生自蔓延反应与转变，反应与转化程度主要取决于喷射粒子的尺寸与温度，粒度适宜、温度较高的粒子均转变为陶瓷液滴；所得喷射沉积坯件的致密度为97.7%，显微硬度为2029HV_0.2，断裂韧性达6.0MPa·m^1/2.

关键词: 自反应喷射成型 , multi-phased ceramic , flying combustion

基于Ti-B4C-C反应体系制备空心陶瓷沉珠的方法与机理研究

王建江 , 温晋华 , 胡文斌 , 娄鸿飞

功能材料

研究了一种制备空心陶瓷沉珠的方法与机理.以Ti-B4C-C为反应体系,基于传统火焰热喷涂原理和设备,熔射经团聚处理的自反应型复合粉体,使之在飞行过程中发生自蔓延高温合成反应,产生陶瓷雾化熔滴,采用温度可控的介质将其接收、冷却,使之快速凝固、结晶,从而获得中空结构、原位合成的空心陶瓷沉珠.空心陶瓷沉珠形成过程经历了反应孕育、自蔓延反应引燃、团聚粉粒爆燃和陶瓷液滴凝固结晶4个阶段.制备出的空心陶瓷沉珠由TiC0.3N0.7-TiB2-TiO2复相组成,空心陶瓷沉珠的直径为50μm左右、壁厚在10μm左右.该方法制备的空心陶瓷沉珠所需设备简单,工艺灵活,适应性强,反应原料和制造运行成本低廉.

关键词: 空心陶瓷沉珠 , 自蔓延高温合成 , 火焰喷涂

机械振动对SHS陶瓷内衬复合管显微结构和力学性能的影响

王建江 , 赵忠民 , 叶明惠 , 杜心康 , 温晋华

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2000.02.013

通过在重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合管过程中施以不同振幅与振频的单自由度上下往复式机械振动,研究了机械振动对SHS铝热燃烧、陶瓷凝固及复合管组织性能的影响.研究发现,机械振动并相应提高振频可以提高燃烧温度、燃烧速率和反应转化率,促进Al2O3-Fe液相重力分离和陶瓷致密过程,并使陶瓷层的凝固组织发生改变;性能测试结果表明,机械振动并相应提高振频可以提高复合管的各项力学性能指标和内衬陶瓷层的表面质量.

关键词: 燃烧合成 , 重力分离 , 陶瓷内衬复合管 , 机械振动

重力分离SHS陶瓷内衬复合管界面现象

杜心康 , 王建江 , 赵忠民 , 叶明惠 , 温晋华 , 张龙

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2001.04.016

利用自蔓延高温合成-重力分离法制备了陶瓷内衬20碳钢、Cr25Ni20耐热钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢高炉煤粉喷吹复合管.对其界面现象的研究表明,金属/陶瓷间的结合主要表现为机械结合.其中,在不锈钢复合管中除有更强的机械锚固效应外,还兼以由Ti元素扩散而形成的溶解和浸润结合迹象.各复合管经使用后,碳钢、耐热钢复合管界面仍表现为机械结合,而在不锈钢复合管中,钢基中Ti元素和煤粉中C元素在界面区富集,陶瓷/金属间过渡区加宽,且陶瓷一侧组织中出现TiC新相,使其结合方式逐渐向扩散结合过渡,并呈现部分反应结合迹象.

关键词: 自蔓延高温合成 , 重力分离 , 陶瓷内衬复合管 , 界面现象

不同配系自反应喷射成形复相陶瓷坯件的组织与性能

王建江 , 刘宏伟 , 胡文斌 , 温晋华

复合材料学报

以化学反应摩尔比配制的Ti-B4C-C(以蔗糖为前驱体)为基础体系,再分别添加5 wt%Al、5 wt%Al+20 wt%Al-Ni、5 wt%Al+20 wt%Cu-Ni组成4种反应体系,进行自反应喷射成形Ti(C,N)-TiB2基复相陶瓷坯件试验,研究比较4种反应体系喷射沉积坯件的组织与性能特点.研究发现,4种坯件的组织结构均表现为以Ti(Cx,Ny)-TiB2为主相,以其它产物为副相的特点,且微/纳米尺度的TiB2棒晶弥散分布在Ti(Cx,Ny)基体相内,其它副相则不规则地散布于整个坯件之中,此外坯件内部均不同程度地存在孔隙.Ti-B4C-C-Al体系的喷射沉积坯件硬度最高,这与其主相所占比重较大并存在Al2O3等硬质相有关;Ti-B4C-C-Al+Cu-Ni体系的喷射沉积坯件的致密度和弯曲强度最低,这与喷射过程中碳的氧化损失严重,碳氮化钛中氮含量与其它副产物相增多有关;Ti-B4C-C-Al+Al-Ni体系的喷射沉积坯件的致密度、弯曲强度和断裂韧性最高,这是由于该坯件内除存在裂纹偏转与裂纹被钉扎外,还出现了微裂纹增韧机制.

关键词: 自反应喷射成形 , 复相陶瓷 , 组织结构 , 弯曲强度 , 断裂韧性

SHS陶瓷内衬复合管的耐蚀性研究

王建江 , 赵忠民 , 叶明惠 , 温晋华 , 杜心康

腐蚀学报（英文） doi:10.3969/j.issn.1002-6495.2000.04.003

采用自蔓延高温合成(SHS)铝热-重力分离技术,制备了陶瓷内衬复合钢管,分析了添加剂对其耐蚀性的影响,讨论了陶瓷层组织结构与其耐蚀性的关系 .

关键词: 燃烧合成 , 重力分离 , 陶瓷内衬复合管 , 耐蚀性 , 添加剂

自反应喷射成型复相陶瓷中的飞行粒子燃烧反应研究

王建江 , 刘宏伟 , 温晋华 , 胡文斌

无机材料学报

基于Ti-B4C-蔗糖体系,自反应喷射成型了Ti(C, N)-TiB2复相陶瓷坯件,通过淬熄试验和碰撞试验,研究了喷射粒子的飞行燃烧与自蔓延反应特性.研究表明,在喷射过程中,喷射粒子在火焰场中经历受热、表面熔融、反应转化过程形成陶瓷熔滴;反应始于Ti的熔化,在整个喷射过程中伴有Ti的氮化和氧化;各喷射粒子独立地构成微自蔓延反应单元,整个喷射体系及过程不存在宏观的燃烧波和燃烧界面的移动;每个喷射粒子按自己的飞行轨迹,在不同时段发生自蔓延反应与转变,反应与转化程度主要取决于喷射粒子的尺寸与温度,粒度适宜、温度较高的粒子均转变为陶瓷液滴;所得喷射沉积坯件的致密度为97.7%,显微硬度为2029HV0.2,断裂韧性达6.0MPa·m1/2.

关键词: 自反应喷射成型 , 复相陶瓷 , 飞行燃烧

晋蒙地体集宁群金红石成矿规律研究

马慧宇 , 赵林涛 , 刘昕光 , 洪文帅 , 万庆

有色金属工程 doi:10.3969/j.issn.2095-1744.2017.02.014

根据晋蒙地体集宁群上部孔兹岩系和下部麻粒岩系的不整合构造接触,将本区划分为4个构造单元.通过对集宁群岩石学特征的分析及变质原岩的恢复,分析出其沉积环境具有差异.同时依据麻粒岩系形成于晚太古代而孔兹岩系形成于早元古代,对金红石的形成过程进行反演,推断其第一次主成矿期为阜平期,含矿岩层为集宁群下部麻粒岩系,右所堡组含石墨黑云角闪片麻岩.后经吕梁期地层重熔成矿物质迁移,最终在集宁群上部孔兹岩系下白窑组下段富集成矿,矿石岩性为含夕线石榴二长浅粒岩.

关键词: 集宁群 , 原岩,金红石 , 成矿规律