提 要
本文研究了 Cr-Ti-C 體系自蔓延高溫合成(SHS)反應(yīng)熱力學(xué)，探討了動(dòng)力學(xué)因素(如反應(yīng)物粒度、成分等)對(duì)體系 SHS 反應(yīng)合成產(chǎn)物的影響規(guī)律。
研究表明，C 粒度對(duì) Cr-Ti-C 體系 SHS 反應(yīng)產(chǎn)物的影響最大，而 Ti 粒度次之，Cr 粒度影響最小。
在 Cr-Ti-C 體系中，Cr 含量從 10 增加到 50 wt.%時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物的相組成發(fā)生了明顯改變，高 Cr 含量對(duì)應(yīng)形成高鉻碳化物，且主要產(chǎn)物(Ti,Cr)C 的顆粒平均尺寸由~8μm 減小到~2μm；當(dāng) Cr 含量為 20 wt.%時(shí)，Cr 在 TiC 的固溶度最大。
配比實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)Ti/C摩爾比從 0.6 增加到 1.2 時(shí)，Cr在TiC中的固溶度減小，TiC的晶格參數(shù)逐漸增大，主要產(chǎn)物(Ti,Cr)C的尺寸從~1μm增加到~5μm，且其形貌越來(lái)越趨于球形。隨著TiC/Cr7C3的體積比由 1:3 增加到 3:1，無(wú)論是氬氣保護(hù)還是鋼液澆鑄條件下，反應(yīng)越來(lái)越容易發(fā)生，且形成的TiC含量逐漸增加，形貌漸趨圓整。
關(guān)鍵詞：Cr-Ti-C 體系，自蔓延燃燒合成(SHS)，動(dòng)力學(xué)因素

提 要 i
第一章 緒論 3
1.1 選題意義 3
1.2 自蔓延高溫合成反應(yīng)概述 4
1.3 TiC 陶瓷顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀 5
1.3.1 低熔點(diǎn)金屬 5
1.3.2 中等熔點(diǎn)金屬 7
1.3.3 高熔點(diǎn)金屬 8
1.4 動(dòng)力學(xué)因素對(duì) SHS 反應(yīng)的影響 10
1.4.1 反應(yīng)物成分 10
1.4.1.1 添加金屬相含量 11
1.4.1.2 配比 11
1.4.2 反應(yīng)物粒度 11
1.5 SHS 反應(yīng)機(jī)理研究現(xiàn)狀 12
1.5.1 過(guò)程激活能法 12
1.5.2 熱分析法 13
1.5.3 實(shí)時(shí) X 射線衍射法 13
1.5.4 燃燒波前沿淬熄法 15
1.6 研究?jī)?nèi)容 17
第二章 實(shí)驗(yàn)方法 19
2.1 實(shí)驗(yàn)材料 19
2.2 實(shí)驗(yàn)方法 20
2.2.1 壓坯的制備 20
2.2.2 壓坯的反應(yīng) 21
2.2.3 產(chǎn)物的檢測(cè) 22
2.2.3.1 X 射線衍射分析 22
2.2.3.2 掃描電鏡和能譜分析 23
2.2.3.3 性能測(cè)試 23
2.2.4 技術(shù)路線 24
第三章 Cr-Ti-C 體系 SHS 反應(yīng)熱力學(xué)計(jì)算 25
3.1 引言 25
3.2 標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化和標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓變 25
3.3 Cr-Ti-C 體系絕熱燃燒溫度的計(jì)算 26
3.4 本章小結(jié) 29
第四章 反應(yīng)物粒度對(duì) Cr-Ti-C 體系 SHS 反應(yīng)產(chǎn)物的影響 31
4.1 引言 31
4.2 Ti 粉粒度對(duì) Cr-Ti-C 體系 SHS 反應(yīng)產(chǎn)物的影響 31
4.2.1 Ti 粉粒度對(duì)產(chǎn)物相組成的影響 31
4.2.2 Ti 粉粒度對(duì)產(chǎn)物微觀組織的影響 32
4.3 C 粉粒度對(duì) Cr-Ti-C 體系 SHS 反應(yīng)產(chǎn)物的影響 34
4.3.1 C 粉粒度對(duì)產(chǎn)物相組成的影響 34
4.3.2 C 粉粒度對(duì)產(chǎn)物微觀組織的影響 35
4.4 Cr 粉粒度對(duì) Cr-Ti-C 體系 SHS 反應(yīng)產(chǎn)物的影響 37
4.4.1 Cr 粉粒度對(duì)產(chǎn)物相組成的影響 37
4.4.2 Cr 粉粒度對(duì)產(chǎn)物微觀組織的影響 39
4.5 本章小結(jié) 40
第五章 反應(yīng)物成分對(duì) Cr-Ti-C 體系 SHS 反應(yīng)產(chǎn)物的影響 41
5.1 引言 41
5.2 Cr 含量對(duì) Cr-Ti-C 體系 SHS 反應(yīng)產(chǎn)物的影響 41
5.2.1 Cr 含量對(duì) SHS 反應(yīng)產(chǎn)物相組成與微觀組織的影響 41
5.2.1.1 Cr 含量對(duì)產(chǎn)物相組成的影響 41
5.2.1.2 Cr 含量對(duì)產(chǎn)物微觀組織的影響 44
5.2.2 30 wt.%Cr-Ti-C 體系 SHS 反應(yīng)路徑初步探討 45
5.3 Ti/C 摩爾比對(duì) Cr-Ti-C 體系 SHS 反應(yīng)產(chǎn)物的影響 50
5.3.1 Ti/C 摩爾比對(duì)產(chǎn)物相組成的影響 50
5.3.2 Ti/C 摩爾比對(duì)產(chǎn)物微觀組織的影響 52
5.4 TiC/Cr7C3體積比對(duì)Cr-Ti-C體系SHS反應(yīng)產(chǎn)物的影響 56
5.4.1 氬氣保護(hù)條件下 SHS 反應(yīng)產(chǎn)物相組成與微觀組織 56
5.4.1.1 氬氣保護(hù)條件下產(chǎn)物的相組成 56
5.4.1.2 氬氣保護(hù)條件下產(chǎn)物的微觀組織 57
5.4.2 顆粒局部增強(qiáng)鋼基復(fù)合材料的制備 59
5.4.2.1 產(chǎn)物相組成分析 60
5.4.2.2 產(chǎn)物的微觀組織分析 61
5.4.2.3 性能測(cè)試 62
5.5 本章小結(jié) 64
第六章 結(jié) 論 66
參考文獻(xiàn) 67
論文題目：動(dòng)力學(xué)因素對(duì) Cr-Ti-C 體系自蔓延高溫 75
摘 要 75
Abstract 77
致 謝 80
導(dǎo)師簡(jiǎn)介 81