.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
МЕХАНИЗМ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА КОМПОЗИТНЫХ AlB2‒Al2O3-ПОРОШКОВ
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-1-27-36
Аннотация
МЕХАНИЗМ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА КОМПОЗИТНЫХ AlB<sub>2</sub>‒Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-ПОРОШКОВ
Механизм самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (SHS) композитных AlB2‒Al2O3- порошков изучали методом гашения фронта горения (CFQM). Результаты показали, что реакция горения начинается с расплавления частиц B2O3 и Al, а в дальнейшем происходит взаимное проникновение Al и B2O3 в расплаве. На рентгенограмме обнаружены отражения Al2O3, что позволяет предположить обмен атомами кислорода между Al и B в ходе реакции B2O3 + 2Al → 2B + Al2O3. При более высокой температуре некоторое количество B2O3 улетучивается и вступает в реакцию с бором с образованием газообразного B2O2; при этом на поверхности Al осаждаются Al2O3 и B. Затем образовавшийся бор растворяется в алюминиевом расплаве и вступает в реакцию с Al с осаждением частиц AlB12. И наконец AlB12 превращается в AlB2 при температуре перитектики в ходе быстрого охлаждения. Таким образом, реакцию горения можно объяснить с помощью механизма растворения-осаждения. В конечных продуктах кроме частиц AlB2 и Al2O3 обнаружено также некоторое количество Al. Предложена модель механизма растворенияосаждения. Температура воспламенения реакции горения составила примерно 800 °С.
Об авторах
Пань ЯнКитай
Гоцин Сяо
Китай
Дунхай Дин
Китай
Юнь Жэнь
Китай
Чжунвэй Чжан
Китай
Шоулэй Ян
Китай
Вэй Чжан
Китай
Список литературы
1. Zhu, T. B. Formation of nanocarbon structures in MgO‒C refractories matrix: Influence of Al and Si additives / T. B. Zhu, Y. W. Li, S. B. Sang, Z. P. Xie // Ceram. Int. ― 2016. ― Vol. 42. ― P. 18833‒18843.
2. Luz, A. P. In situ hot elastic modulus evolution of MgO‒C refractories containing Al, Si or Al‒Mg antioxidants / A. P. Luz, T. M. Souza, C. Pagliosa, M. A. M. Brito, V. C. Pandolfelli // Ceram. Int. ― 2016. ― Vol. 42. ― P. 9836‒9843.
3. Lian, J. W. Effect of in situ synthesized SiC whiskers and mullite phases on the thermo-mechanical properties of Al2O3‒SiC‒C refractories / J. W. Lian, B. Q. Zhu, X. C. Li [et al.] // Ceram. Int. ― 2016. ― Vol. 42. ― P. 16266‒16273.
4. Wu, J. Effect of B4C on the properties and microstructure of Al2O3‒SiC‒C based trough castable refractories / J. Wu, N. J. Bu, H. B. Li, Q. Zhen // Ceram. Int. ― 2017. ― Vol. 43. ― P. 1402‒1409.
5. Guo, W. M. Synthesis of fine ZrB2 powders by solid solution of TaB2 and their densification and mechanical properties / W. M. Guo, D. W. Tan, L. Y. Zeng [et al.] // Ceram. Int. ― 2017.
6. Balcı, Ö. Synthesis of CaB6 powders via mechanochemical reaction of Ca/B2O3 blends / Ö. Balcı, D. Ağaoğulları, İ. Duman, M. Lütfi Öveçoğlu // Powder Technol. ― 2012. ― Vol. 225. ― P. 136‒142.
7. Sunayama, H. Effects of AlB2 addition on the resistance of oxidation of MgO‒C refractories / H. Sunayama, M. Kawahara, T. Mitsuo // The PacRim 2nd Refractories Conference, Caims, Australia, 1996.
8. Chen, J. Effect of Al2O3 addition on properties of nonsintered SiC‒Si3N4 composite refractory materials / J. Chen, K. Chen, Y. G. Liu [et al.] // Int. J. Refract. Met. H. ― 2014. ― Vol. 46. ― P. 6‒11.
9. Muñoz, V. Thermal evolution of Al2O3‒MgO‒C refractories / V. Muñoz, A. G. Tomba Martinez // Pro. Mater. Sci. ― 2012. ― Vol. 1. ― P. 410‒417.
10. Tripathi, H. S. Spinelisation and properties of Al2O3‒ MgAl2O4‒C refractory: Effect of MgO and Al2O3 reactants / H. S. Tripathi, A. Ghosh // Ceram. Int. ― 2010. ― Vol. 36. ― P. 1189‒1192.
11. Zhang, L. The effect of Al particle on AlB2‒Al2O3 composite powders synthesized by self-propagating high temperature synthesis method / L. Zhang, G. Q. Xiao, D. H. Ding [et al.] // J. Synthetic Cryst. China. ― 2016. ― Vol. 45. ― P. 295‒299.
12. Yin, H. Q. The effect of Mg on the phase compositon of AlB2‒Al2O3 composite powders synthesized by combustion synthesis / H. Q. Yin, G. Q. Xiao, D. H. Ding [et al.] // J. Synthetic Cryst. China. ― 2016. ― Vol. 45. ― P. 497‒502.
13. Sirtl, E. Preparation and properties of aluminum diboride single crystals / E. Sirtl, L. M. Woerner // J. Cryst. Growth. ― 1972. ― Vol. 16. ― P. 215‒218.
14. Ağaoğulları, D. Aluminum diboride synthesis from elemental powders by mechanical alloying and annealing / D. Ağaoğulları, H. Gökçe, İ. Duman, M. Lütfi Öveçoğlu // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2011. ― Vol. 32. ― P. 1457‒1462.
15. Hall, A. C. Preparing high- and low- aspect ratio AlB2 flakes from borax or boron oxide / A. C. Hall, J. Economy // Aluminum Reduction. ― 2000.
16. Deppisch, C. Processing and mechnical properties of AlB2 flake reinforced Al-alloy composite / C. Deppisch [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. ― 1997. ― Vol. 225. ― P. 153‒161.
17. Postrach, S. Pressureless sintering of Al2O3 containing up to 20 vol. % zirconium diboride (ZrB2) / S. Postrach, J. Pötschke // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2000. ― Vol. 20. ― P. 1459‒1468.
18. Li, L. Formation of ZrB2 in MgO‒C-composite materials using in-situ synthesis method / L. Li, Y. R. Hong, J. L. Sun, Z. Y. He, X. Y. Peng // J. Iron Steel Res. Int. ― 2006. ― Vol. 13, № 1. ― Р. 70‒74.
19. Merzhanov, G. A new class of combustion processes / G. Merzhanov, I. P. Borovinskaya // Combust. Sci. Technol. ― 1975. ― Vol. 10. ― P. 195‒201.
20. Che, H. Q. Investigation of the mechanism of selfpropagating high-temperature synthesis of TiNi / H. Q. Che, Y. Ma, Q. C. Fan // J. Mater. Sci. ― 2011. ― Vol. 46, № 8. ― Р. 2437‒2444.
21. Fan, Q. C. Dissolution-precipitation mechanism of self-propagating high-temperature synthesis of mononickel aluminide / Q. C. Fan, H. F. Chai, Z. H. Jin // Intermetallics. ― 2001. ― Vol. 9, № 7. ― Р. 609‒619.
22. Levashova, E. A. Self-propagating high-temperature synthesis of advanced ceramics in the Mo‒Si‒B system: Kinetics and mechanism of combustion and structure formation / E. A. Levashova, Yu. S. Pogozhev, A. Yu. Potanin [et al.] // Ceram. Int. ― 2014. ― Vol. 40. ―P. 6541‒6552.
23. Mukasyan, A. Combustion synthesis in glasses systems under microgravity conditions / A. Mukasyan, A. Pelekh, A. Varma // J. Mater. Syn. Proc. ― 1997. ― Vol. 5, № 5. ― Р. 391‒400.
24. Bertolion, N. Combustion synthesis of Zr‒Si intermetallic compounds / N. Bertolion, U. Anselmi-Tamburini, F. Maglia, G. Spinolo, Z. A. Munir // J. Alloys Compd. ― 1999. ― Vol. 288, № 1/2. ― Р. 238‒248.
25. Xiao, G. Q. Microstructural evolution during the combustion synthesis of TiC‒Al cermet with larger metallic particles / G. Q. Xiao, Q. C. Fan, M. Z. Gu, Z. H. Jin // Mater. Sci. Eng. A. ― 2006. ― Vol. 425, № 1/2. ― Р. 318‒325.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Ян П., Сяо Г., Дин Д., Жэнь Ю., Чжан Ч., Ян Ш., Чжан В. МЕХАНИЗМ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА КОМПОЗИТНЫХ AlB2‒Al2O3-ПОРОШКОВ. Новые огнеупоры. 2019;(1):27-36. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-1-27-36
For citation: Yang P., Xiao G., Ding D., Ren Y., Zhang Z., Yang S., Zhang W. Mechanism of self-propagating hightemperature synthesis of AlB2‒Al2O3. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2019;(1):27-36. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-1-27-36
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.