離心自蔓延復(fù)合管金屬過渡層微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能研究.pdf

1、離心自蔓延法是將離心技術(shù)與自蔓延高溫合成技術(shù)相結(jié)合，在鋼管內(nèi)壁涂敷陶瓷層制備復(fù)合管的一種工藝方法。本文在離心力水平為160～180G時(shí)，利用離心自蔓延法制備陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管。通過改變?nèi)紵w系的化學(xué)組分制備出的復(fù)合管含有不同金屬間化合物的過渡層組織，并對(duì)比分析了Fe、Ti、Ni、CuO、B4C等添加劑對(duì)過渡層組織及復(fù)合管界麗結(jié)構(gòu)和性能的影響。 本文采用硬度試驗(yàn)、抗壓剪強(qiáng)度試驗(yàn)、抗壓潰強(qiáng)度試驗(yàn)、抗熱震性試驗(yàn)等方法測(cè)試了復(fù)合管的物理性能

2、和力學(xué)性能；用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)觀察金屬過渡層組織及其與陶瓷層、鋼管基體接合界面的微觀形貌；用X射線衍射儀(XRD)分析測(cè)定金屬過渡層中的物相組成；用能譜儀(EXS)對(duì)金屬過渡層組織及復(fù)合管接合界面元素的種類、分布和含量進(jìn)行分析；通過對(duì)不同體系金屬過渡層的微觀結(jié)構(gòu)和相分析，研究了添加劑成分對(duì)復(fù)合管界面結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響。 研究分析表明，在加入Fe、Ti、Ni、CuO、B4C等添加劑制取的含有金屬間化合物相的過

3、渡層組織顯微硬度比無添加劑的純Fe過渡層明顯提高，使得陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管在物化性能上的平緩過渡，力學(xué)性能顯著提高。尤其以加入20％～35％的Ti、Ni、B4C的反應(yīng)體系制備出的新型Al2O3TiO2復(fù)相陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管性能最好，本文重點(diǎn)對(duì)該體系復(fù)合管做了詳細(xì)分析。 試驗(yàn)結(jié)果表明，在Al2O3—TiO2復(fù)相陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管中，金屬過渡層與基體熔合在一起，形成冶金結(jié)合；在離心力的作用下，密度介于Al2O3陶瓷相與Fe和金屬間化合物之間的Ti