金屬添加劑及熱處理對(duì)陶瓷內(nèi)襯管組織和性能的影響.pdf

1、離心SHS法制備的陶瓷內(nèi)襯管因其優(yōu)良的耐腐蝕、耐磨損及耐高溫性能,在很多行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景,但其自身存在的界面結(jié)合性差、致密性低等問題嚴(yán)重限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。針對(duì)這些問題,本文以(Fe2O3+Al)為主反應(yīng)體系,添加(TiO2+Al+C)作為副反應(yīng)體系,并通過調(diào)整其與添加劑Ni之間的成分比例,利用SHS離心法合成出具有鋼基體、過渡合金層與內(nèi)襯陶瓷三層結(jié)構(gòu)的復(fù)合管。研究了添加劑Ni對(duì)碳化物的合成與分布、復(fù)合管陶瓷層陶瓷與金屬層界面結(jié)合及

2、陶瓷內(nèi)襯層力學(xué)性能的影響。
　　由XRD分析可知,陶瓷內(nèi)襯層主要由Al2O3相和亞化學(xué)計(jì)量比的富Ti碳化物組成,Al2O3相以枝晶形式沿垂直管壁方向生長(zhǎng),富Ti碳化物主要分布在Al2O3陶瓷晶界處;根據(jù)SEM和EDS分析得出,Ni的添加、熔化促進(jìn)了反應(yīng)中亞穩(wěn)定態(tài)的富Ti碳化物的形成,同時(shí)也因液相傳質(zhì)促進(jìn)該碳化物溶解于金屬熔體中,并結(jié)晶形成均勻分布于過渡合金層和陶瓷層中的富Ti碳化物,減少了陶瓷層與金屬過渡層在物理性能上的差異,改善

3、了二者界面結(jié)合狀況,實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)過渡;通過硬度試驗(yàn)、抗熱震試驗(yàn)、彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)等方法測(cè)試出了陶瓷內(nèi)襯層有較好的抗熱震和抗彎曲性能,分布于過渡合金層中的富Ti碳化物在一定程度上實(shí)現(xiàn)了陶瓷層與金屬層在硬度上的平緩過渡。
　　熱處理對(duì)內(nèi)襯陶瓷層組織、裂紋修復(fù)及力學(xué)性能影響的結(jié)果表明:熱處理過程中亞穩(wěn)定狀態(tài)的富Ti碳化物被氧化生成TiO2,處理后的陶瓷內(nèi)襯層組織主要有Al2O3相、TiO2相及少量的CaTiO3相;熱處理后,陶瓷內(nèi)襯層的致密性