自蔓延高温合成技术课程讲义深度讲解

《自蔓延高温合成技术课程讲义深度讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自蔓延高温合成技术课程讲义深度讲解（98页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、燃烧合成材料新技术及其应用燃烧合成材料新技术及其应用Combustion Synthesis and its Application1详细课资主要内容主要内容 一、燃烧合成材料制备技术一、燃烧合成材料制备技术 二、燃烧合成过程研究二、燃烧合成过程研究 三、燃烧合成密实化技术三、燃烧合成密实化技术 四、燃烧合成熔铸技术四、燃烧合成熔铸技术 五、场辅助燃烧合成技术五、场辅助燃烧合成技术 六、粉末材料的燃烧合成六、粉末材料的燃烧合成 七、燃烧合成离心铸造技术七、燃烧合成离心铸造技术2详细课资一、燃烧合成材料制备技术一、燃烧合成材料制备技术燃烧合成燃烧合成 也称为自蔓延高温合成（也称为自蔓延高温合成（

2、Self-Propagating High-temperature Synthesis 简称简称SHS），是利用化学反应放出），是利用化学反应放出的热量来完成材料合成与加工的一种先进的材料制备技术。的热量来完成材料合成与加工的一种先进的材料制备技术。其主要特点是其主要特点是： 材料合成过程快材料合成过程快 工艺设备简单，投资少工艺设备简单，投资少 合成过程温度高，冷却速度快，合成过程温度高，冷却速度快， 温度梯度大温度梯度大 能耗少，原材料来源广泛能耗少，原材料来源广泛主要缺点是：主要缺点是： 工艺过程难以控制工艺过程难以控制3详细课资过程快温度高能耗少点火源产物反应区预热区原料4详细课资典型

3、的燃烧合成系统包括：典型的燃烧合成系统包括： 气气固反应：固反应： TiAlTiAl SiCSiC B2O3TiO2AlTiB2Al2O3 固固气反应：气反应： 3Si2N2Si3N4 TiNTiN B2O3MgN2BNMgO 气气气反应：气反应： TiCl3BCl3H2TiB2HCl液态反应：液态反应：高分子材料的合成反应高分子材料的合成反应5详细课资与与燃烧燃烧合成技术相关的基础理论和内容合成技术相关的基础理论和内容 两大基础理论：两大基础理论： 燃烧化学理论燃烧化学理论 材料化学与技术材料化学与技术 6详细课资燃烧合成过程中的燃烧模式和特征燃烧合成过程中的燃烧模式和特征7详细课资燃燃烧烧

4、合合成成研研究究层层次次和和手手段段8详细课资9详细课资燃烧合成过程的主要控制手段燃烧合成过程的主要控制手段10详细课资燃烧合成材料制备工艺的实现和控制燃烧合成材料制备工艺的实现和控制混合料的制备SHS合成燃烧产品加工质量控制过程控制质量控制干燥、计量混合、成型气氛、压力离心、点火研磨、抛光切割等原料：金属、非金属、氧化物及各种气体硼化物、氮化物等无机材料、多相多组分材料及制品11详细课资最有效的控制手段：最有效的控制手段： 1、 外加热外加热 辅助燃烧合成辅助燃烧合成 获得熔融的合成产品，强化低放热反应的合成获得熔融的合成产品，强化低放热反应的合成 TiNi、NiAl、Ni3Al等等 2、

5、掺加稀释剂掺加稀释剂 提高合成转化率，控制材料结构，改善材料可加工性提高合成转化率，控制材料结构，改善材料可加工性 AlN、Si3N4、TiN等等 3 、 掺加功能添加剂掺加功能添加剂 制备复合材料，提高合成产品质量等制备复合材料，提高合成产品质量等 各种复合材料粉末各种复合材料粉末 4、 合成与同步压制合成与同步压制 结构调整，结构致密化等结构调整，结构致密化等 金属陶瓷制品，叠层材料、金属陶瓷制品，叠层材料、FGM材料材料 5 、离心、离心SHS制备技术制备技术 相分离，结构控制相分离，结构控制 如金属如金属陶瓷复合钢管陶瓷复合钢管12详细课资目前已发展的主要的燃烧合成制备技术目前已发展的

6、主要的燃烧合成制备技术 1、化学合成材料技术、化学合成材料技术 多孔块体及粉末材料多孔块体及粉末材料 燃烧合成燃烧合成+破碎球磨等后处理工艺破碎球磨等后处理工艺 Si3N4，AlN TiCSiC，TiB2Al2O3，TiCAl2O3，2、SHS烧结技术烧结技术 多孔材料和低密度材料多孔材料和低密度材料 燃烧合成燃烧合成+气压烧结气压烧结 BN，陶瓷过滤器，陶瓷过滤器，TiC3、加压、加压SHS技术技术 高密度材料高密度材料 燃烧合成燃烧合成+机械压力机械压力 各种纯陶瓷及复合材料各种纯陶瓷及复合材料13详细课资4、SHS冶金技术冶金技术 铸造材料，表面改性处理铸造材料，表面改性处理 燃烧合成燃

7、烧合成+外加热辅助外加热辅助 离心复合陶瓷内衬钢管离心复合陶瓷内衬钢管5、燃烧合成焊接技术、燃烧合成焊接技术 高熔点材料的焊接高熔点材料的焊接 异质材料焊接异质材料焊接 6、气相传质燃烧合成技术、气相传质燃烧合成技术 表面涂层及膜制备技术表面涂层及膜制备技术14详细课资二、燃烧合成材料基础理论研究二、燃烧合成材料基础理论研究 主要研究内容：主要研究内容： v建立材料合成工艺条件（原料性状、合成气氛、初始条建立材料合成工艺条件（原料性状、合成气氛、初始条件等）对件等）对SHS过程参数的影响，发现影响合成参数的关过程参数的影响，发现影响合成参数的关键工艺条件键工艺条件v建立材料合成工艺条件与材料结

8、构性能关系，确定影响建立材料合成工艺条件与材料结构性能关系，确定影响材料结构的关键因素材料结构的关键因素v研究材料结构形成机理研究材料结构形成机理15详细课资1 1、燃烧合成过程特征研究、燃烧合成过程特征研究研究目标与方法手段：研究目标与方法手段：燃烧合成初始条件：燃烧合成初始条件： 原材料性状（材料粒度、纯度等）原材料性状（材料粒度、纯度等） 初始温度初始温度 合成气氛（惰性、反应性）合成气氛（惰性、反应性）合成过程特征：合成过程特征： 点燃过程点燃过程 （点燃温度、时间等）（点燃温度、时间等） 燃烧过程燃烧过程 （燃烧温度、燃烧速度等）（燃烧温度、燃烧速度等） 燃烧模式燃烧模式 （稳态、非

9、稳态）（稳态、非稳态）16详细课资主要研究方法：主要研究方法：热力学理论计算热力学理论计算 合成反应发生的可能性合成反应发生的可能性反应过程动力学分析反应过程动力学分析 揭示合成反应动力学机制揭示合成反应动力学机制实验研究实验研究 发展高精度、高速度数据采集与分析技术发展高精度、高速度数据采集与分析技术 温度采集：多通道热电偶、红外温度计温度采集：多通道热电偶、红外温度计 图像采集：高速摄影机和计算机处理图像采集：高速摄影机和计算机处理17详细课资热力学理论计算热力学理论计算 合成反应可能性的判断合成反应可能性的判断 采用吉布斯自由能的计算方法来计算合成系统中采用吉布斯自由能的计算方法来计算合

10、成系统中 可能的化学反应的自由能，以此来判断合成反应可能的化学反应的自由能，以此来判断合成反应 发生的可能性发生的可能性 合成过程最高温度的计算合成过程最高温度的计算 对于一个化学反应对于一个化学反应ABAB来说，来说， 化学反应焓变表示为：化学反应焓变表示为：18详细课资根据化学反应过程中的具体条件，根据化学反应过程中的具体条件，又可以分为以下几种情况：又可以分为以下几种情况：19详细课资反应过程动力学分析反应过程动力学分析 揭示合成反应动力学机制揭示合成反应动力学机制 通过燃烧速度的研究获得燃烧化学反应表观活化能通过燃烧速度的研究获得燃烧化学反应表观活化能 通过结构转变研究获得材料结构形成

11、机理通过结构转变研究获得材料结构形成机理 CFQ方法和同步辐射方法方法和同步辐射方法 实验研究实验研究 发展高精度、高速度数据采集与分析技术发展高精度、高速度数据采集与分析技术 温度采集：多通道热电偶、红外温度计温度采集：多通道热电偶、红外温度计 图像采集：高速摄影机和计算机处理图像采集：高速摄影机和计算机处理20详细课资燃烧合成基础研究装置图燃烧合成基础研究装置图 全可控的自动点火功能全可控的自动点火功能过程温度、图像监测过程温度、图像监测多点温度同步监测多点温度同步监测合成气氛和压力调节合成气氛和压力调节21详细课资基本假设：基本假设： 点火截面温度分布均匀点火截面温度分布均匀 截面上材料

12、物性参数不随温度变化截面上材料物性参数不随温度变化 热损失忽略不计热损失忽略不计1-1、无气点火过程研究、无气点火过程研究 22详细课资对于对于x处的反应层，根据处的反应层，根据Fourier基本热方程，在一维方向上有：基本热方程，在一维方向上有： tTCxTkp22Cp反应产物的恒压比热，反应产物的恒压比热，是反应产物的密度，是反应产物的密度， k热传导系数；热传导系数； T温度，温度，t时间；时间； atxYttCdtdtdYYCTigntign2)()exp(2021求解后，可得：求解后，可得：边界条件为：边界条件为：ignignendTTttxxTTtx, 000时时dtatxdtdY

13、atTTTigntia)4exp()(22023详细课资又：在界面处的热流为又：在界面处的热流为xTKSqatTTKSqia)(2取取x=0 有：有： 当当x处的吸热与放热达到平衡时，此时处的吸热与放热达到平衡时，此时x 处样品不用外部的热量处样品不用外部的热量 仍可继续燃烧下去，即达到着火点。仍可继续燃烧下去，即达到着火点。 而外部热源往往可表示为：而外部热源往往可表示为：)(440iTTq则可以得到点火持续时间为：则可以得到点火持续时间为： 202440222)()(STTTTCSKtiai24详细课资点火源温度对点火过程的影响点火源温度对点火过程的影响 样品截面尺寸对点火时间的影响样品截

14、面尺寸对点火时间的影响原料密度对点火时间的影响原料密度对点火时间的影响25详细课资点火时间与预热温度之间的关系点火时间与预热温度之间的关系 稀释剂添加对点火时间和合成温度、速度的影响稀释剂添加对点火时间和合成温度、速度的影响26详细课资1-2、燃烧合成过程研究、燃烧合成过程研究影响燃烧合成过程的主要因素：影响燃烧合成过程的主要因素： 燃烧合成过程燃烧合成过程 化学反应过程的物理化学转变机制化学反应过程的物理化学转变机制 凡是影响反应过程物理化学变化机制的因素均会凡是影响反应过程物理化学变化机制的因素均会 影响燃烧合成过程特点影响燃烧合成过程特点: 这些因素主要包括：这些因素主要包括： 原材料形

15、状原材料形状 压坯密度压坯密度 环境压力和反应性气体分压环境压力和反应性气体分压 环境温度环境温度 稀释剂浓度等稀释剂浓度等27详细课资（1）原料性状对燃烧合成过程的影响）原料性状对燃烧合成过程的影响TiB2 陶瓷系统陶瓷系统28详细课资TiB2Al系统系统29详细课资TiB2Al系统系统30详细课资（2）添加剂含量对燃烧合成过程的影响）添加剂含量对燃烧合成过程的影响 31详细课资TiB2Al系统系统32详细课资（3）金属陶瓷复合材料中，金属相的作用）金属陶瓷复合材料中，金属相的作用 金属相在金属金属相在金属陶瓷复合材料的燃烧合成过程陶瓷复合材料的燃烧合成过程 中的主要作用：中的主要作用：作为

16、稀释剂，调节反应合成过程作为稀释剂，调节反应合成过程作为反应残余物，调节和控制材料成分和结构作为反应残余物，调节和控制材料成分和结构 3TiO23B2O3(10+x)Al3TiB25Al2O3xAl Ti2BxCuTiB2xCu33详细课资34详细课资175022502750325037500103040506070Al Content(vol.%)CombustionTemperature(K)34567Burning rate(cm/s)TiB2Al系统系统35详细课资1-3、燃烧过程中燃烧波结构的演化规律、燃烧过程中燃烧波结构的演化规律燃烧波结构燃烧波结构 稳态燃烧稳态燃烧 （高放热反应

17、体系）（高放热反应体系） 非稳态燃烧非稳态燃烧 振荡燃烧振荡燃烧 螺旋燃烧螺旋燃烧 混沌燃烧混沌燃烧 有关的理论研究：有关的理论研究： 平衡态理论：热平衡理论平衡态理论：热平衡理论 渗透燃烧理论渗透燃烧理论 非平衡理论：通过非平衡热力学理论研究和模拟非平衡理论：通过非平衡热力学理论研究和模拟 燃烧波结构的变化规律燃烧波结构的变化规律低放热体系、低放热体系、气气-固反应体系、固反应体系、 复杂反应体系复杂反应体系合成条件变化造成的非稳态燃烧合成条件变化造成的非稳态燃烧36详细课资燃烧模式的研究燃烧模式的研究 方法：方法： 燃烧合成过程的数学模拟和实验验证燃烧合成过程的数学模拟和实验验证 研究思想

18、 目标：根据能量守恒 、化学反应动力学及相关的热动力学基本原理建立数学模型数学模型计算机化并 求 解模拟结果的实验验证数学分析结果及 评价燃烧合成 远离平衡的不可逆过程非稳态燃烧时空有序耗结构、非平衡相揭示控制过程的本质规律揭示控制过程的本质规律37详细课资燃烧波结构和温度分布随初始条件变化规律的模拟燃烧波结构和温度分布随初始条件变化规律的模拟Wave structureCombustion temperature38详细课资初始条件对燃烧波结构影响的实验验证初始条件对燃烧波结构影响的实验验证TiCFe Composites SystemTiB2Al2O3 Composites System3

19、9详细课资2 2、燃烧合成条件对合成材料结构的影响、燃烧合成条件对合成材料结构的影响影响燃烧合成材料结构的主要因素：影响燃烧合成材料结构的主要因素： 原始混合料的成分原始混合料的成分 原材料的预处理原材料的预处理 合成气氛压力合成气氛压力 反应性气体分压反应性气体分压 液相的影响液相的影响 稀释剂掺加稀释剂掺加40详细课资21、添加剂对合成材料结构的影响、添加剂对合成材料结构的影响TiB2 陶瓷系统陶瓷系统41详细课资22、复合材料中金属相对合成材料结构的影响、复合材料中金属相对合成材料结构的影响 TiB2Al系统系统42详细课资3、燃烧合成过程中材料结构形成规律的研究、燃烧合成过程中材料结构

20、形成规律的研究研究手段：研究手段： 时间解析时间解析xray 研究分析研究分析 燃烧波前沿淬熄法（燃烧波前沿淬熄法（CFQ）中间相成份分析中间相成份分析中间相结构分析中间相结构分析最终产物的结构与组成最终产物的结构与组成43详细课资44详细课资TiB2Fe系统系统45详细课资TiB2Ni系统系统46详细课资TiB2Al系统系统47详细课资燃烧合成过程中材料结构形成机理燃烧合成过程中材料结构形成机理48详细课资燃烧合成过程中，化学反应过程规律的研究燃烧合成过程中，化学反应过程规律的研究 手段：差热分析结合手段：差热分析结合x-ray衍射分析方法衍射分析方法 目的：获得不同温度下反应体系物理和化学

21、目的：获得不同温度下反应体系物理和化学 变化本质变化本质 TiO2 + B2O3 +5Mg = TiB2 +5MgO 49详细课资-100-80-60-40-200204060803005007009001100Temperature (K)Heat Flow (micro V)-10-8-6-4-20246810Weight (mg) TG-DTA Cure of TiO2 - B2O3 -Mg System50详细课资Treated temperature (K) Main mineral phase 673TiO2+ ,B2O3+ , Mg + 903TiO2+ ,B2O3+ ,Mg +

22、, Ti+, MgO+ 923TiB2+, MgO+ , 3MgOB2O3+ 973TiB2+, MgO+ , 3MgOB2O3+51详细课资3TiO2 + Mg - Ti3O5 + MgO2Ti3O5 + 7Mg - 3Ti2O + 7MgOTi2O + Mg - 2Ti + MgOB2O3 + 3Mg - 2B + 3MgOB2O3 + 4Mg - MgB2 + 3MgOTi + 2B - TiB2Ti + MgB2 - TiB2 + Mg .B2O3 + 3MgO- 3B2O3MgO52详细课资三、燃烧合成材料致密化技术三、燃烧合成材料致密化技术目标：目标：采用燃烧合成技术一步获得高密度

23、材料采用燃烧合成技术一步获得高密度材料 实现手段：实现手段： 液相密实化技术液相密实化技术利用合成过程中极高的反应温度形成大量液相，利用合成过程中极高的反应温度形成大量液相， 实现材料致密实现材料致密 加压致密化技术加压致密化技术 在燃烧合成过程中或刚刚结束时，立即施加高压，在燃烧合成过程中或刚刚结束时，立即施加高压， 实现材料致密化实现材料致密化 53详细课资3-1、液相密实化技术、液相密实化技术 当合成体系中存在高放热反应时，可形成极高的当合成体系中存在高放热反应时，可形成极高的合成温度，产生大量的液相，排出气体后可获得致密合成温度，产生大量的液相，排出气体后可获得致密材料材料 典型的例子

24、是铝热反应，如：典型的例子是铝热反应，如： 3Cr2O3 + 6Al + 4C = 2Cr3C2 + 3Al2O3 T= 6500K MoO3 + 2Al + B = MoB + Al2O3 T= 4000K Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe T3000K以液相密实化技术为基础发展了离心复合管制备技术以液相密实化技术为基础发展了离心复合管制备技术54详细课资55详细课资3-2、加压密实化技术、加压密实化技术基本思想：基本思想：当燃烧合成刚刚结束时，合成材料处当燃烧合成刚刚结束时，合成材料处 于高温红热软化状态，对其施加外部于高温红热软化状态，对其施加外部 压力，从而实现材料致

25、密化压力，从而实现材料致密化 加压方式：加压方式： 气压、液压、爆炸压实、锻压气压、液压、爆炸压实、锻压 适合于：板片状材料制备适合于：板片状材料制备热轧和挤压热轧和挤压 适合于：棒状材料制备适合于：棒状材料制备56详细课资气压燃烧合成致密化气压燃烧合成致密化 加压方式：加压方式： 环境气压环境气压效效 果：果： 内部气体难以排出，内部气体难以排出， 材料致密度低材料致密度低 57详细课资等静压燃烧合成致密化等静压燃烧合成致密化加压方式：加压方式： 类似类似HIP技术技术效效 果：果： 成本高、构件尺寸小成本高、构件尺寸小 58详细课资锻压燃烧合成致密化锻压燃烧合成致密化加压方式：锻压重锤下落

26、的高冲击能加压方式：锻压重锤下落的高冲击能效效 果：果： 存在大量的宏观裂纹和存在大量的宏观裂纹和 结构缺陷结构缺陷 59详细课资机械加压燃烧合成致密机械加压燃烧合成致密化化受弹簧压力的限制，不可制备大尺寸材料受弹簧压力的限制，不可制备大尺寸材料能耗大、燃烧合成的优点不能发挥能耗大、燃烧合成的优点不能发挥 60详细课资机械液压燃烧合成致密化机械液压燃烧合成致密化(SHS/QP)操作简便、操作简便、工艺参数可调性大工艺参数可调性大完全利用燃烧合成的优点完全利用燃烧合成的优点实用性好实用性好61详细课资机械液压燃烧合成致密化过程的工艺控制机械液压燃烧合成致密化过程的工艺控制高压滞后时间td高压压力

27、Ph高压持续时间tp材料结构与性能62详细课资3-33-3、燃烧合成机械液压密实化技术的应用、燃烧合成机械液压密实化技术的应用63详细课资SHS/QP材料制备系统材料制备系统64详细课资通电加压燃烧合成材料通电加压燃烧合成材料制备系统制备系统65详细课资金属陶瓷系统的金属陶瓷系统的SHS/QP制备制备80848892961000246810td(sec)Relative Density(%)75TiB225Fe tp=10sec P=80MPa75TiC25Ni tp=10sec P=80MPa9596979899100020406080100 120tp(sec)Relatiive Dens

28、ity(%)75TiB2+25Fe tp=10 P=56MPa75TiC+25Ni tp=10 P=56MPa9293949596979899100020406080 100 120Pressure(MPa)Relative Density(%)75TiB2+25Fe tp=10 td=175TiC+25Ni tp=10 td=166详细课资67详细课资68详细课资陶瓷复合材料的陶瓷复合材料的SHS/QP制备制备0102030405060708090100507090 110 130Pressure(MPa)Relative density(%)7580859095100Hardness(HR

29、A)909294969810020 40 60 80 100 120Pres s ing duration(s ec)Relative density(%)9191.491.892.292.693Hardness(HRA)69详细课资燃烧合成机械液压密实化过程中材料结构形成机理燃烧合成机械液压密实化过程中材料结构形成机理70详细课资四、燃烧合成熔铸技术四、燃烧合成熔铸技术基本原理：基本原理： 利用燃烧合成热爆模式完成材料合成过程，利用燃烧合成热爆模式完成材料合成过程， 然后通过辅助加热实现材料熔融铸造然后通过辅助加热实现材料熔融铸造 工艺特点：工艺特点： 充分利用燃烧合成技术的优点充分利用燃烧

30、合成技术的优点 实现材料的原位合成，消除界面污染实现材料的原位合成，消除界面污染 材料结构和成份易于调节和控制材料结构和成份易于调节和控制71详细课资4-14-1燃烧合成熔铸技术的工艺控制燃烧合成熔铸技术的工艺控制（1 1） 加热速率对加热速率对TiC TiC NiNi3 3AlAl复合材料合成的影复合材料合成的影响响72详细课资TiC TiC 颗粒在颗粒在TiC TiC NiNi3 3AlAl复合材料中的分布复合材料中的分布73详细课资TiCTiC含量和加热速率对含量和加热速率对TiC TiC NiNi3 3AlAl复合材料点燃温度和燃烧温度的影响复合材料点燃温度和燃烧温度的影响74详细课资

31、（2）熔铸时间和温度对熔铸材料密度的影响）熔铸时间和温度对熔铸材料密度的影响75详细课资加热速率对熔铸工艺的影响加热速率对熔铸工艺的影响76详细课资TiCTiC含量对熔铸工艺的影响含量对熔铸工艺的影响77详细课资4-2、燃烧合成熔铸工艺条件对材料结构的影响燃烧合成熔铸工艺条件对材料结构的影响TiCTiC含量：含量：50wt%50wt%TiCTiC含量：含量：75wt%75wt%1.Ni3Al, 2.TiC, 3.Ni, 4.TiAl3, 5.Ti, 6.NiAl, 7 .Al4C378详细课资TiCTiC含量：含量：25wt%25wt%1.Ni3Al, 2.TiC, 3.Ni, 4.TiAl3

32、, 5.Ti, 6.NiAl, 7 .Al4C379详细课资TiCTiC含量：含量：75wt%75wt%TiCTiC含量：含量：25wt%25wt%80详细课资TiC TiC NiNi3 3AlAl复合材料的电子探针分析复合材料的电子探针分析TiTi分布分布SEMSEMNiNi分布分布81详细课资五、场辅助燃烧合成技术五、场辅助燃烧合成技术Wave DirectionWave Direction接触式接触式 非接触式非接触式场辅助燃烧合成工艺的原理图场辅助燃烧合成工艺的原理图 82详细课资基本原理基本原理 接触式接触式 ： 在合成材料体系中形成内部焦耳热在合成材料体系中形成内部焦耳热 非接触式

33、：在燃烧合成的燃烧带促进电子和空位的运动，非接触式：在燃烧合成的燃烧带促进电子和空位的运动， 加快反应动力学过程加快反应动力学过程主要适用于主要适用于: 放热材料体系，如：放热材料体系，如：SiC、B4C、WC等。等。 由于动力学原因而造成的由于动力学原因而造成的SHS合成困难（反应速率过低）合成困难（反应速率过低） 如：如：TaC(Ta=2902K) AlN-SiC(Ta=2504K)等等 多组分复杂体系的多组分复杂体系的SHS合成合成 83详细课资影响电场辅助影响电场辅助SHS过程的主要工艺条件：过程的主要工艺条件： 合成材料导电性对合成材料导电性对SHS过程的影响过程的影响 电场强度和方

34、向对电场强度和方向对SHS过程的影响过程的影响 电场对合成产物相组成及结构的影响电场对合成产物相组成及结构的影响 84详细课资5-1、材料的导电性对电场辅助、材料的导电性对电场辅助SHS过程的影响过程的影响材料导电性不同对材料导电性不同对SHS过程影响各异：过程影响各异： 低导电性材料低导电性材料 电流集中于燃烧带电流集中于燃烧带 高导电性材料高导电性材料 无电流集中，燃烧前沿的速度下降无电流集中，燃烧前沿的速度下降85详细课资合成材料导电性对合成材料导电性对SHS过程的影响过程的影响低导电性材料体系，电流集中于燃烧带低导电性材料体系，电流集中于燃烧带 86详细课资电场强度电场强度 E=10.

35、7电场强度电场强度 E=7.8高导电性材料高导电性材料 无电流集中，燃烧前沿的速度下降无电流集中，燃烧前沿的速度下降 87详细课资燃烧前沿的速度下降燃烧前沿的速度下降88详细课资5-2、电场强度和方向对、电场强度和方向对SHS过程的影响过程的影响 89详细课资W-Si合成系统中电场强度与点燃温度、产物的熔融状态间的关系合成系统中电场强度与点燃温度、产物的熔融状态间的关系 90详细课资5-3、电场对合成产物相组成及结构的影响电场对合成产物相组成及结构的影响91详细课资电场强度对电场强度对TiAl体系相组成的影响体系相组成的影响Ti3Al92详细课资电场强度对电场强度对AlNSiC复合材料固溶度的

36、影响复合材料固溶度的影响93详细课资电场强度对电场强度对AlNSiC复合材料结构的影响复合材料结构的影响E=25v/cm E=30v/cm94详细课资电场对燃烧合成过程的作用主要表现在场对燃烧区电场对燃烧合成过程的作用主要表现在场对燃烧区电子和空位运动的促进，导致合成中传质过程加快。电子和空位运动的促进，导致合成中传质过程加快。 Wave Direction在非接触式的电场作用下，在非接触式的电场作用下，燃烧合成体系中没有电流燃烧合成体系中没有电流形成，焦耳热的作用消失。形成，焦耳热的作用消失。非接触式电场的作用非接触式电场的作用可能的影响燃烧合成过程的因素：可能的影响燃烧合成过程的因素： 原料的性状、初始密度、原料的性状、初始密度、 电场强度和方向等电场强度和方向等95详细课资在非接触式的电场作用下，场强度和方向对合成的影响在非接触式的电场作用下，场强度和方向对合成的影响11001200130014001500160017001800-150-75-2502575150electric field(V/cm)Combustion Temperature()-5-3-1135combustion velocity(cm/s)LaO6SrO4CoO396详细课资场强度对场强度对LaO6SrO4CoO3合成相组成的影响合成相组成的影响97详细课资谢 谢！98详细课资