原料及化學(xué)爐對燃燒合成AlB2-Al2O3復(fù)合粉體相組成的影響.pdf

1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文原料及化學(xué)爐對燃燒合成AlB2Al2O3復(fù)合粉體相組成的影響專業(yè)：材料學(xué)碩士生：張立指導(dǎo)教師：肖國慶教授摘要AlB2Al2O3復(fù)合粉中的AlB2可做為低碳MgOC質(zhì)耐火材料的新型抗氧化劑，Al2O3在高溫下與低碳MgOC質(zhì)耐火材料中的MgO反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石（MgAl2O4），可提高耐火材料的抗侵蝕性，所以AlB2Al2O3復(fù)合粉體在低碳MgOC質(zhì)耐火材料領(lǐng)域，具有潛在的應(yīng)用前景。本文研究了以Al和B2O3粉

2、為原料，采用自蔓延高溫合成方法制備AlB2Al2O3復(fù)合粉體。利用熱力學(xué)理論計(jì)算了AlB2O3體系的絕熱溫度，并用差熱熱重法分析了反應(yīng)過程中的物理化學(xué)變化。采用X射線衍射儀、掃描電鏡和能譜儀分析手段，探究了Al粉形狀、Al粉粒度、原料配比對燃燒合成復(fù)合粉體產(chǎn)物相組成和微觀組織的影響，并研究了化學(xué)爐輔助對自蔓延高溫合成AlB2Al2O3復(fù)合粉體相組成的影響。熱分析結(jié)果表明：AlB2O3體系絕熱溫度為2327K，該體系發(fā)生的物理化學(xué)變化過程

3、為：溫度399K時，B2O3吸熱脫水；溫度增加到723K時，B2O3吸熱熔化；繼續(xù)增加溫度到937K時，Al熔化；溫度升高至1131K時發(fā)生Al和B2O3強(qiáng)放熱效應(yīng)的氧化還原反應(yīng)，同時生成AlB2Al2O3復(fù)合粉體。研究表明：AlB2O3體系自蔓延高溫合成產(chǎn)物為AlB2、Al2O3以及殘留的少量Al。分別研究了球狀、不規(guī)則狀、鱗片狀A(yù)l粉對該體系燃燒合成產(chǎn)物相組成的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：以球狀A(yù)l粉為原料，產(chǎn)物中AlB2含量更高。進(jìn)而研究了球

4、狀A(yù)l粉100目、300目及600目三種粒度對產(chǎn)物相組成的影響，結(jié)果表明：隨著Al粉粒度的減小，自蔓延高溫合成反應(yīng)的最高燃燒溫度提高，燃燒波速增大，復(fù)合粉體中AlB2含量增加，當(dāng)Al粉為600目時燃燒波速為2.08mms，AlB2和Al2O3含量最高。相對于理論配比，隨著Al過量10%、20%、30%、40%，產(chǎn)物中Al2O3含量先增加后減少，在Al過量30%時達(dá)到最大值，AlB2含量保持不變。采用Ti和C粉混合物為化學(xué)爐輔助自蔓延高溫