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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