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SHS火焰喷涂Al_2O_3基复相陶瓷涂层机理

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复合材料学报 2004年第3期21卷 63-68页

作者：王建江杜心康王俊英叶明惠赵忠民西安交通大学材料科学与工程学院西安710049 石家庄军械工程学院先进材料研究所石家庄050003

　采用SHS反应火焰喷涂工艺,以氧-乙炔火焰为辅助能源,引发Al与CuO间的高能自蔓延反应,在钢基表面制备了Al2O3-Al2Cu3复相陶瓷涂层。对经淬熄实验获取的飞行粒子的形态进行了观察,对涂层进行了物相与组织结构分析。针对喷涂条件下Al-Cu... 详细信息

　采用SHS反应火焰喷涂工艺,以氧-乙炔火焰为辅助能源,引发Al与CuO间的高能自蔓延反应,在钢基表面制备了Al2O3-Al2Cu3复相陶瓷涂层。对经淬熄实验获取的飞行粒子的形态进行了观察,对涂层进行了物相与组织结构分析。针对喷涂条件下Al-CuO团聚体自蔓延反应的能量状态和喷涂粉体特定的物理与几何特征,提出了SHS反应喷涂的基本过程:各团聚颗粒构成独立的微小反应单元,经历反应孕育、飞行燃烧、碰撞、结构转变与凝固4个阶段形成目标涂层。围绕这一基本过程详细讨论了其中的反应机理、结构形成与凝固行为、组织形态及其成因以及各个阶段的控制因素。

关键词： SHS 反应火焰喷涂陶瓷涂层机理

自反应喷射成型TiC-TiB_2基结构陶瓷材料及其可行性分析

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材料导报 2007年第7期21卷 139-141页

作者：刘宏伟张龙王建江杜心康军械工程学院先进材料研究所石家庄050003

借助具有快速凝固特点的金属喷射成型思想,引入自蔓延高温合成技术,开发了一种制备新结构陶瓷材料的低成本、近终成型方法——自反应喷射成型陶瓷材料技术,并利用该技术制备了TiC-TiB2基结构陶瓷材料。通过理论分析与初步实验研究,论证... 详细信息

借助具有快速凝固特点的金属喷射成型思想,引入自蔓延高温合成技术,开发了一种制备新结构陶瓷材料的低成本、近终成型方法——自反应喷射成型陶瓷材料技术,并利用该技术制备了TiC-TiB2基结构陶瓷材料。通过理论分析与初步实验研究,论证了其可行性,并分析了材料的组织结构。

关键词：自反应喷射成型 TiC-TiB2 陶瓷材料可行性分析

自反应喷射成形Ti(C,N)-TiB2复合陶瓷坯件的反应转化机理

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热加工工艺 2008年第12期37卷 26-29,114页

作者：刘宏伟张龙王建江杜心康军械工程学院先进材料研究所河北石家庄050003 装甲兵工程学院再制造工程系北京100072

以Ti-B4C-C为反应体系,利用自反应喷射成形技术制备了Ti(C,N)-TiB2复合陶瓷坯件。通过热力学分析,并结合水淬熄试验、DSC-TG、XRD及SEM等实验方法研究了喷射复合粉在自反应喷射成形过程中的反应转化机理。研究表明,复合粉在火焰场作用... 详细信息

以Ti-B4C-C为反应体系,利用自反应喷射成形技术制备了Ti(C,N)-TiB2复合陶瓷坯件。通过热力学分析,并结合水淬熄试验、DSC-TG、XRD及SEM等实验方法研究了喷射复合粉在自反应喷射成形过程中的反应转化机理。研究表明,复合粉在火焰场作用下温度迅速升高。温度升至536℃时表面部分的B4C开始被氧化;约882℃时,Ti由α相向β相转变,与此同时Ti的氧化与氮化反应也开始发生;至1085℃时,复合粉表面部分Ti的氧化与氮化及B4C的氧化基本完成。在1085℃之后,低熔点氧化产物B2O3的挥发及C的氧化损失令体系失重。1265℃时部分复合粉内部发生Ti、C间的固态扩散反应;1660℃时Ti开始熔化,复合粉内部因大量液相的出现,主反应开始剧烈发生,生成TiC与TiB2,其中前者与Ti的氮化产物TiN发生固溶反应生成稳定的TiC0.3N0.7固溶体。反应物不断消耗而产物相含量逐渐增多。C的氧化损失使复合粉内Ti部分过量,这部分Ti在喷射沉积过程中由于与基体碰撞、变形、铺展后增大了与空气的接触面积而被氧化为TiO2,残留在喷射沉积坯件内。

关键词：自反应喷射成形复合粉反应转化机理

CrO_3对重力分离SHS陶瓷内衬弯管的影响

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机械工程材料 1999年第6期23卷 35-38页

作者：叶明惠王建江赵忠民杜心康张龙中国人民解放军军械工程学院基础部河北石家庄050003

通过重力分离SHS技术制备陶瓷内村复合弯管，研究了CrO_3添加剂对Fe_2O_3－Al系陶瓷内衬复合弯管组织和性能的影响。研究发现，CrO_3在燃烧过程中起着化学激活剂的作用，基本不改变陶瓷层中的主要相组成，陶瓷展中尖晶石含量随CrO_3添... 详细信息

通过重力分离SHS技术制备陶瓷内村复合弯管，研究了CrO_3添加剂对Fe_2O_3－Al系陶瓷内衬复合弯管组织和性能的影响。研究发现，CrO_3在燃烧过程中起着化学激活剂的作用，基本不改变陶瓷层中的主要相组成，陶瓷展中尖晶石含量随CrO_3添加量的增多而减少，CrO_3对陶瓷致密过程具有一定的促进作用，使陶瓷层的硬度和复合弯管的抗压剪强度提高，但也引起陶瓷层中的裂纹密度增大，影响复合弯管的抗压溃强度。

关键词：燃烧合成陶瓷内衬复合钢管 SHS

重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合钢管耐蚀性的研究

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材料保护 1998年第11期31卷 16-18页

作者：赵忠民王建江叶明惠张龙杜心康军械工程学院金工教研室

基于重力分离ＳＨＳ法制备了陶瓷内衬复合钢管，分析了内衬陶瓷层的组织结构及添加剂ＳｉＯ２和ＣｒＯ３对复合钢管耐蚀性的影响。研究发现，内衬陶瓷层主要由构成枝晶的α－Ａｌ２Ｏ３基体相和分布于其间的ＦｅＯ·Ａｌ２Ｏ３尖晶石相... 详细信息

基于重力分离ＳＨＳ法制备了陶瓷内衬复合钢管，分析了内衬陶瓷层的组织结构及添加剂ＳｉＯ２和ＣｒＯ３对复合钢管耐蚀性的影响。研究发现，内衬陶瓷层主要由构成枝晶的α－Ａｌ２Ｏ３基体相和分布于其间的ＦｅＯ·Ａｌ２Ｏ３尖晶石相所组成，ＳｉＯ２主要以石英相结构存在于枝晶晶界中。在Ｆｅ２Ｏ３＋Ａｌ＋ＳｉＯ２体系中，陶瓷层的腐蚀主要为晶间腐蚀，并在ＳｉＯ２添加量为４％ｗｔ时，复合钢管的腐蚀失重率出现极大值（约为１．８６２２ｇ／·ｍ２·ｈ－１）；在Ｆｅ２Ｏ３＋Ａｌ＋ＣｒＯ３体系中，陶瓷层的腐蚀主要为缝隙腐蚀，复合钢管的腐蚀失重率随ＣｒＯ３添加量增加而增多。

关键词：喷涂重力分离陶瓷内衬复合钢管耐蚀性能

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重力分离SHS陶瓷内衬复合管界面现象

复合材料学报 2001年第4期18卷 72-75页

作者：杜心康王建江赵忠民叶明惠温晋华张龙军械工程学院金工教研室先进材料研究所石家庄050003

利用自蔓延高温合成 -重力分离法制备了陶瓷内衬 2 0碳钢、Cr2 5 Ni2 0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... 详细信息

利用自蔓延高温合成 -重力分离法制备了陶瓷内衬 2 0碳钢、Cr2 5 Ni2 0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 Ti C新相 ,使其结合方式逐渐向扩散结合过渡。

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钢管陶瓷涂层

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高铬铸铁表面制备陶瓷涂层的研究

热加工工艺 2009年第6期38卷 107-109,112页

作者：胡文斌王建江张龙杜心康军械工程学院先进材料研究所河北石家庄050003

以Ti-B4C-蔗糖-Al和Ni-Al自粘结复合粉为喷涂体系,通过自蔓延反应火焰喷涂技术,采用梯度过渡涂层设计,在高铬铸铁泵叶表面制备了梯度过渡陶瓷涂层。主要研究了喷涂工艺、涂层性能以及喷涂前后基体组织及性能变化等问题。结果表明:利用... 详细信息

以Ti-B4C-蔗糖-Al和Ni-Al自粘结复合粉为喷涂体系,通过自蔓延反应火焰喷涂技术,采用梯度过渡涂层设计,在高铬铸铁泵叶表面制备了梯度过渡陶瓷涂层。主要研究了喷涂工艺、涂层性能以及喷涂前后基体组织及性能变化等问题。结果表明:利用自蔓延反应火喷涂技术在高铬铸铁表面制备梯度过渡陶瓷涂层是可行的;引入梯度过渡涂层设计后尽管使涂层的显微硬度有所下降,涂层孔隙率有一定增大,但可以明显改善陶瓷涂层与基体的结合,提高结合强度,同时不会造成基体材料和性能发生明显变化。

关键词： SHS反应火焰喷涂陶瓷涂层高铬铸铁

粉体聚集状态对自蔓延高温合成(SHS)反应喷涂Al_2O_3-Al_2Cu_3涂层的影响

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金属热处理 2004年第1期29卷 62-65页

作者：王建江杜心康赵忠民张龙叶明惠姚占军西安交通大学材料科学与工程学院陕西西安710049 石家庄军械工程学院先进材料研究所河北石家庄050003

采用SHS技术和传统氧乙炔火焰喷涂技术 ,利用Al与CuO间的高能铝热反应 ,在钢的表面制备了Al2 O3 Al2 Cu3复相涂层。研究了粉体聚集状态对SHS火焰喷涂涂层物相组成、组织结构和反应机理的影响 ,结果表明 :非团聚CuO Al粉体分散在气流中... 详细信息

采用SHS技术和传统氧乙炔火焰喷涂技术 ,利用Al与CuO间的高能铝热反应 ,在钢的表面制备了Al2 O3 Al2 Cu3复相涂层。研究了粉体聚集状态对SHS火焰喷涂涂层物相组成、组织结构和反应机理的影响 ,结果表明 :非团聚CuO Al粉体分散在气流中缺乏发生SHS反应的条件 ,而团聚CuO Al体 ,经历反应孕育、飞行燃烧、碰撞、结构转变与凝固 4个阶段。

关键词：自蔓延高温合成燃烧合成反应喷涂团聚体陶瓷涂层反应机理

重力分离SHS内衬陶瓷涂层合成机理及添加剂行为

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材料科学与工艺 1999年第S1期7卷 70-75页

作者：杜心康张龙王建江叶明惠赵忠民军械工程学院河北石家庄050003

在采用SHS铝热 -重力分离技术制备陶瓷内衬复合管的基础上 ,研究了陶瓷涂层的合成机理及相应添加剂在合成过程中的行为 .研究得出 ,重力分离SHS合成过程经历燃烧合成、液相分离和陶瓷凝固三个基本过程 ,陶瓷层致密化贯穿于三个过程之中 ... 详细信息

在采用SHS铝热 -重力分离技术制备陶瓷内衬复合管的基础上 ,研究了陶瓷涂层的合成机理及相应添加剂在合成过程中的行为 .研究得出 ,重力分离SHS合成过程经历燃烧合成、液相分离和陶瓷凝固三个基本过程 ,陶瓷层致密化贯穿于三个过程之中 ;SiO2 、CrO3 及NaF添加剂通过对三个过程的影响进而影响内衬陶瓷涂层与复合管的各项性能 .研究表明 ,在铝热剂为Al+Fe2 O3 +2 %SiO2 + 6%CrO3 + 1 %NaF条件下 ,内衬陶瓷涂层及复合管具有良好的综合性能 .

关键词：燃烧合成重力分离陶瓷内衬复合管合成机理添加剂