自蔓延高温合成一般具有如下特点[36]:

(1)燃烧波传播速度快,生产效率高。燃烧波的传播过程即为材料的合成过程,提高材料的合成效率,从而节约了时间,但反应燃烧波比较快,整个过程也是不可控的。

(2)不需要供能,节约能源。SHS最大的特点是自发热来维持整个反应合成过程,合成过程中不需要外界供应能量,所以其节能效果显著。

(3)可提高材料的纯度。由于燃烧反应会使温度升高,高温条件利于杂质的挥发,对杂质起到净化作用,因此制备的产品纯度较高。

(4)产物易形成多孔组织。自蔓延高温合成温度一般在 3 000~4 000 度,高出常规合成方法很多。由于反应需要在高温的条件下进行,这样会使最终制成的材料具有较大的气孔率,其中SHS中的孔隙来源可归纳于:反应物中混进的气体,摩尔体积的变化,杂质气化,热迁移。

(5)工艺设备简单,成本低,可获得有独特结构的材料。自蔓延高温合成技术制备的材料纯度高、耗能低、工艺简单,课制备非平衡态、非化学计量比和功能梯度材料。

1。4。3 机械合金化

机械合金化是一种在1970年左右由美国科学家首先提出一种新型材料加工技术。这种方法就是通过机械-化学作用,使原料粉末的混合物通过球磨的方式,在高速搅拌过程中发生频繁的碰撞,然后会产生剧烈的塑性变形的情况,颗粒之间会经历反复的冷焊、破碎、冷焊、破碎的重复过程,再无数次的重复之后,材料的组织结构会因为这一过程而不断被细化,最终会得到所需要的微观组织结构从而实现机械合金化的目的[37-40]。

机械合金化的反应机制主要有以下两个方式[41]:一是通过原子扩散的方式实现金属间化合物的合金化。在球磨的过程中,粉末颗粒在收到碰撞、挤压时产生塑性变形、断裂和冷焊,粉末被不停的细化,会不停出现新鲜没有发生过反应的表明,之后粉末会通过新产生的表面而结合在一起。其实机械合金化使混合在一起的粉末产生晶体缺陷,增加扩散偶,并在自由能下晶体晶界和晶格上原子结合,逐渐的形成了合金。另一种方式是爆炸反应。在球磨之后的发生合金化反应短时间内会放出大量的热而形成合金。在球磨开始阶段,粉末会被不断细化,而能量会在粉末中积攒和接触面的大量增加以及粉末的细化为爆炸反应提供了条件。虽然在这期间没有化合物的形成,但是却为合金化反应创造了条件。一旦有局部的高温产生,就会激活周围临界状态的粉末发生反应,从而使反应不停的进行下去。这中现象称为爆炸反应。

机械合金化法这一创新性的方法拥有很多的优势,相对于传统的熔炼合金加工方法来说,它具有以下几个优点:

1、工艺条件简单、操作方便、成本比较低;文献综述

2、制成的材料颗粒粒径小,并且出粉率高;

3、可以持续控制成分,且该方法能够对非晶或其它亚稳态材料进行独特的制备;

4、适用性广,除了通过用传统的合金化方法制成的合金外,通过使用机械合金法可以对一些难熔炼或者不能熔炼的材料进行了合金化。

1。4。4 热压烧结法

热压法是在加热加压条件下,使粉末材料烧结成块的方法。热压烧结法是通过在普通烧结法的基础上通过增加压力来制备,相比于普通烧结方法来说,热压烧结法可以将保温时间缩短很多,制得的产品力学性能也要好很多。热压法的特点是:获得的材料致密度很高,几乎接近达到理想致密度值;加热加压条件下,有利于材料颗粒间的接触与扩散运动,从而缩短了烧结时间。

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