金屬添加劑及熱處理對陶瓷內襯管組織和性能的影響.pdf

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

2、陶瓷內襯層力學性能的影響。
　　由XRD分析可知,陶瓷內襯層主要由Al2O3相和亞化學計量比的富Ti碳化物組成,Al2O3相以枝晶形式沿垂直管壁方向生長,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、熔化促進了反應中亞穩(wěn)定態(tài)的富Ti碳化物的形成,同時也因液相傳質促進該碳化物溶解于金屬熔體中,并結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、了二者界面結合狀況,實現(xiàn)了平穩(wěn)過渡;通過硬度試驗、抗熱震試驗、彎曲強度試驗等方法測試出了陶瓷內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現(xiàn)了陶瓷層與金屬層在硬度上的平緩過渡。
　　熱處理對內襯陶瓷層組織、裂紋修復及力學性能影響的結果表明: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,處理后的陶瓷內襯層組織主要有Al2O3相、TiO2相及少量的CaTiO3相;熱處理后,陶瓷內襯層的致密性