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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

基板对自反应喷射成形技术制备锰-锌铁氧体片状吸波剂的影响

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复合材料学报 2016年第5期33卷 1104-1110页

作者：高海涛王建江蔡旭东李泽娄鸿飞军械工程学院先进材料研究所石家庄050003

研究了自反应喷射成形技术制备片状吸波剂的可行性以及基板材质对制备片状吸波剂微观结构及电磁性能的影响。以Fe+MnO_2+Fe_2O_3+ZnO为反应体系,选取了石墨、黄铜和钨铜3种材质基板,基于自反应喷射成形技术原理制备锰-锌铁氧体片状吸波... 详细信息

研究了自反应喷射成形技术制备片状吸波剂的可行性以及基板材质对制备片状吸波剂微观结构及电磁性能的影响。以Fe+MnO_2+Fe_2O_3+ZnO为反应体系,选取了石墨、黄铜和钨铜3种材质基板,基于自反应喷射成形技术原理制备锰-锌铁氧体片状吸波剂,进行自反应喷射成形实验,采用XRD、SEM分析获得的片状吸波剂的形貌、物相和微观结构,选用矢量网络分析仪测试片状吸波剂的电磁性能。结果表明:只有当黄铜作为基板时才能够得到较明显的锰-锌铁氧体片状吸波剂,并且黄铜作为基板的片状吸波剂的电磁波吸收强度和吸收带宽均强于其余2种,说明基板的选择对自反应喷射成形法制备片状吸波剂无论是在微观结构方面还是在吸波性能方面都会产生较大影响。

关键词：自反应喷射成形锰-锌铁氧体片状吸波剂基板电磁性能

添加剂对自反应喷射成形Ti(C_(0.3),N_(0.7))-TiB_2基复相陶瓷结构及性能的影响

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硅酸盐学报 2010年第8期38卷 1473-1479页

作者：胡文斌张龙王建江叶明慧程勇娄鸿飞军械工程学院先进材料研究所石家庄050003

为了改善自反应喷射成形Ti(C0.3,N0.7)-TiB2基复相结构陶瓷坯件的组织和性能,以Ti-B4C-C(以蔗糖为前驱体)/5%(质量分数,下同)Al为基础体系,再分别添加不同质量分数的Co粉和Ni-Al合金粉(Co+Ni-Al),进行自反应喷射成形制备陶瓷坯件,所用... 详细信息

为了改善自反应喷射成形Ti(C0.3,N0.7)-TiB2基复相结构陶瓷坯件的组织和性能,以Ti-B4C-C(以蔗糖为前驱体)/5%(质量分数,下同)Al为基础体系,再分别添加不同质量分数的Co粉和Ni-Al合金粉(Co+Ni-Al),进行自反应喷射成形制备陶瓷坯件,所用自反应喷射成形是采用自蔓延高温合成粉体和空气火焰粉未喷涂技术相结合的涂覆成型。比较了Co和Ni-Al对喷射坯件组织结构及性能的影响。研究发现:加入10%(Co+Ni-Al)粉末后,坯件的主相仍为Ti(C0.3,N0.7)和TiB2,但发现少量由TiCo和TiNi组成的白色新相,Ti(C0.3,N0.7)晶粒显著细化,坯件的致密度、硬度和断裂韧性都有明显提高。保持Co+Ni-Al含量10%不变,随Co与(Co+Ni-Al)质量比的增大,Ti(C0.3,N0.7)晶粒尺寸趋于均匀,TiB2晶粒逐渐转变为规则的六方片晶,且晶粒尺寸变大,TiCo和TiNi在坯件中分布趋于均匀,坯件断裂韧性逐渐增加,而硬度和致密度逐渐下降。

关键词：自反应喷射成形碳硼化钛二硼化钛添加剂钴镍

自反应喷射成形过程中复合粉金属成分的氧化问题探讨

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热加工工艺 2011年第8期40卷 84-87页

作者：刘宏伟马世宁孙晓峰王建江装甲兵工程学院装备再制造工程系北京100072 军械工程学院先进材料研究所河北石家庄050003

针对利用Ti-B4C-C体系复合粉制备Ti(C,N)-TiB2陶瓷坯件时,复合粉中金属组元易被氧化,使喷射沉积坯件内含有有害相TiO2的问题,利用综合热分析仪研究分析了该复合粉中金属组元Ti的氧化规律,探讨了向喷射体系中加入5wt%Al对复合粉氧化规律... 详细信息

针对利用Ti-B4C-C体系复合粉制备Ti(C,N)-TiB2陶瓷坯件时,复合粉中金属组元易被氧化,使喷射沉积坯件内含有有害相TiO2的问题,利用综合热分析仪研究分析了该复合粉中金属组元Ti的氧化规律,探讨了向喷射体系中加入5wt%Al对复合粉氧化规律及喷射沉积坯件组织结构的影响。结果表明:在自反应喷射成形过程中,喷射体系中金属组元Ti的氧化机理遵从抛物线-线性氧化规律;复合粉体系中引入活性组元Al后,由于Al的选择氧化,在金属表面形成具有保护性作用的致密氧化膜Al2O3,有效抑制了Ti的氧化;金属的氧化机理转变为Ti-Al二元金属的线性-抛物线规律;喷射沉积坯件的致密度、硬度、弯曲强度和断裂韧性等性能也由97.2%、17.3 GPa、387 MPa、6.0 MPa.m1/2分别提高到97.7%、20.6 GPa、425 MPa、7.3 MPa.m1/2。

关键词：自反应喷射成形复合粉金属组元氧化规律

不同配系自反应喷射成形复相陶瓷坯件的组织与性能

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复合材料学报 2010年第4期27卷 38-44页

作者：王建江刘宏伟胡文斌温晋华军械工程学院先进材料研究所石家庄050003 装甲兵工程学院装备再制造系北京100072

以化学反应摩尔比配制的Ti-B_4C-C(以蔗糖为前驱体)为基础体系,再分别添加5wt%Al、5wt%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)-TiB_2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... 详细信息

以化学反应摩尔比配制的Ti-B_4C-C(以蔗糖为前驱体)为基础体系,再分别添加5wt%Al、5wt%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)-TiB_2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(C_x,N_y)-TiB_2为主相,以其它产物为副相的特点,且微/纳米尺度的TiB_2棒晶弥散分布在Ti(C_x,N_y)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-B_4C-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Al_2O_3等硬质相有关;Ti-B_4C-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-B_4C-C-A1+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

自反应喷射成形法制备Mn-Zn铁氧体多孔微球研究

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热加工工艺 2016年第2期45卷 76-78,83页

作者：高海涛王建江许宝才娄鸿飞蔡旭东军械工程学院先进材料研究所河北石家庄050003

以Fe、MnO_2、Fe_2O_3和ZnO为反应体系,采用自反应喷射成形技术制备Mn-Zn铁氧体多孔微球材料,并研究了多孔微球的吸波性能及影响因素。通过SEM、XRD和网络矢量分析仪等设备分析了多孔微球的物相组成、形貌特征、电磁参数和吸波性能。结... 详细信息

以Fe、MnO_2、Fe_2O_3和ZnO为反应体系,采用自反应喷射成形技术制备Mn-Zn铁氧体多孔微球材料,并研究了多孔微球的吸波性能及影响因素。通过SEM、XRD和网络矢量分析仪等设备分析了多孔微球的物相组成、形貌特征、电磁参数和吸波性能。结果表明,微球形状规则,表面粗糙多孔,粒径在100μm,由单一尖晶石型Mn_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4相组成。多孔微球的吸波性能良好,在13 GHz附近出现吸收峰,最高峰值达到-16d B;低于-8 d B的频率带宽达到4GHz。微球中多孔的结构特点和锰锌铁氧体的介电损耗是微球吸波的主要原因。Mn-Zn铁氧体多孔微球材料具有良好的吸波性能,值得推广应用。

关键词：自反应喷射成形 Mn-Zn铁氧体多孔微球

制备复相结构陶瓷坯件的自反应喷射成形工艺研究

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粉末冶金技术 2010年第2期28卷 125-129,135页

作者：王建江刘宏伟姚文谨胡文斌石家庄军械工程学院先进材料研究所石家庄050003

以Ti粉、B4C粉和蔗糖(C的前驱体)为原料,采用自反应喷射成形技术在石墨模具内制备了Ti(C,N)-TiB2复相结构陶瓷坯件,研究了自反应喷射成形技术中几个关键工艺参数如气粉质量流率比(G/C值)、喷射距离和喷射团聚粉预热温度对制备该复相陶... 详细信息

以Ti粉、B4C粉和蔗糖(C的前驱体)为原料,采用自反应喷射成形技术在石墨模具内制备了Ti(C,N)-TiB2复相结构陶瓷坯件,研究了自反应喷射成形技术中几个关键工艺参数如气粉质量流率比(G/C值)、喷射距离和喷射团聚粉预热温度对制备该复相陶瓷坯件的影响。研究表明,对喷射沉积坯件孔隙度影响由主到次的参数依次为G/C值、喷射距离和预热温度。正交试验结果得出,利用Ti-B4C-蔗糖体系制备Ti(C,N)-TiB2复相陶瓷坯件的最佳工艺条件是:G/C值为11、喷射距离为220mm,复合粉预热温度为210℃。所制备复相陶瓷坯件组织结构均匀、致密,主要由TiC0.3N0.7、TiB2与TiO2相及少量孔隙组成;其中TiC0.3N0.7和TiB2为主相,TiO2为副产物相;坯件孔隙度为2.9%,维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度分别为17.3GPa、387MPa和6.0MPa.m1/2。

关键词：自反应喷射成形复相陶瓷坯件工艺参数 Ti(C ,N)-TiB2

复合粉制备工艺对自反应喷射成形TiC-TiB2复合陶瓷坯件的影响

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功能材料 2007年第A9期38卷 3574-3577页

作者：刘宏伟张龙王建江李伟波胡文斌军械工程学院先进材料研究所河北石家庄050003

以Ti粉、B4C粉、石墨和蔗糖（C的前驱体）为原料，采用机械粘结法制备了Ti-B4C-C系复合粉，采用前驱体法制备了Ti-B4C-C-蔗糖系复合粉，并分别利用两种复合粉进行自反应喷射成形试验，获得了Ti（C，N）-TiB2复合陶瓷坯件。通过XRD、SEM... 详细信息

以Ti粉、B4C粉、石墨和蔗糖（C的前驱体）为原料，采用机械粘结法制备了Ti-B4C-C系复合粉，采用前驱体法制备了Ti-B4C-C-蔗糖系复合粉，并分别利用两种复合粉进行自反应喷射成形试验，获得了Ti（C，N）-TiB2复合陶瓷坯件。通过XRD、SEM等方法观察了复合粉与喷射沉积坯件的组织结构，分析了其相组成，并测试了成形坯件的孔隙率及断裂韧性等力学性能，对比分析了复合粉制备工艺对喷射成形材料组织结构及性能的影响。研究结果表明：与机械粘结法制备的，Ti-B4C-C系复合粉相比，采用前驱体法制备的Ti-B4C-蔗糖系复合粉内部粘结强度稍低，但粉体内部混合更均匀，各组元间接触更充分，因而自反应喷射成形过程中的SHS反应更加充分。二者喷射成形所得材料均以Ti（C，N）-TiB2主相、部分钛的氧化物为副产物相，并有一定孔隙。但Ti-B4C-蔗糖系复合粉喷射沉积坯件副产物相少，组织均匀致密，且材料的断裂韧性高，综合性能明显优于Ti-B4C-C系复合粉喷射沉积坯件。

关键词：自反应喷射成形复合粉制备工艺组织性能

复合粉制备工艺对自反应喷射成形TiC-TiB2复合陶瓷坯件的影响

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