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SHS-重力分离陶瓷内衬复合管工艺性能研究

钟兵  
【摘要】:自蔓延高温合成法(SHS),它是利用化学反应的剧烈发热来制取高熔点化合物,尤其是难熔材料、复合材料、功能材料和耐磨材料的新技术。SHS技术具有能耗低、工艺设备简单、产品质量好等优点,是目前一种很有希望的制造材料的技术。 国内外许多专家学者都在这个领域开展了各自的研究,取得了许多成果。SHS的实际应用虽然已经取得了可观的成绩,但是,仍存在一些问题,其中主要是SHS过程的控制困难问题。 本文针对SHS-重力分离陶瓷复合管在SHS过程的控制问题,在铝热反应的基础上,探索了点火方法、添加剂、装料密度、钢管材质和尺寸对陶瓷层的影响。 通过实验,提出氧-乙炔火焰点火比电热丝、电弧点火工艺设备简单,更具有实用性;在确定成分、密度一定的条件时,涂敷的陶瓷层厚度与钢管材质、钢管大小没有联系;而装料密度的变化,直接影响陶瓷涂敷的厚度。 装料密度小时,物料颗粒间疏松,燃烧波传播阻力小,燃烧层下降很快,陶瓷涂敷层薄,但内表面光滑;随着密度增加,物料接触紧密,燃烧波传播阻力增大,燃烧层下降速度变慢,陶瓷涂敷层增厚,陶瓷层内表面由光滑逐渐转变为凹凸不平。随着密度增加,陶瓷层厚度达到约2mm时,厚度增速出现拐点,明显放慢,表现出装料密度与陶瓷涂敷厚度密切相关。 在铝热反应中加入添加剂石英粉、金红石粉和高炉渣粉,虽然使燃烧温度降低、燃烧波传播速度变慢,但能提高陶瓷复合管的致密度、抗热震性能,尤其是高炉渣粉作用效果最好。加入石英粉,使陶瓷层显微硬度有下降的趋势,而加高炉渣粉不影响陶瓷层硬度。 本论文采用攀钢冶金废弃物高炉渣为添加剂,进行SHS-重力分离陶瓷复合管制备,所得复合管硬度高、抗热震性能好,是SHS合成技术在添加剂方面的新尝试,开创了攀钢冶金废弃物高炉渣利用的新途径,对环保工作也是贡献。 实验优选工艺,具有材料来源丰富、生产成本低、产品性能好的优点。


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