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【原創(chuàng)】燃燒合成法如何制備陶瓷粉體?


來源:中國粉體網(wǎng)   初末

[導(dǎo)讀]  自蔓延高溫合成法(SHS),又稱燃燒合成法,是利用原始化學(xué)反應(yīng)原料自身燃燒反應(yīng)放出的熱量使化學(xué)反應(yīng)過程自發(fā)持續(xù)進(jìn)行,以獲得具有制定成分與結(jié)構(gòu)產(chǎn)物的一種新型材料合成手段。

中國粉體網(wǎng)訊  自蔓延高溫合成法(SHS),又稱燃燒合成法,是利用原始化學(xué)反應(yīng)原料自身燃燒反應(yīng)放出的熱量使化學(xué)反應(yīng)過程自發(fā)持續(xù)進(jìn)行,以獲得具有制定成分與結(jié)構(gòu)產(chǎn)物的一種新型材料合成手段。


自蔓延高溫合成法的工藝流程是:



SHS制備陶瓷粉體的工藝流程圖


自蔓延高溫合成法的基本要素是:


(1)利用化學(xué)反應(yīng)自身放出的熱量,完全(或部分)的不需要外熱源;
(2)通過快速自動波燃燒的自維持反應(yīng)形成產(chǎn)物所需的成分或結(jié)構(gòu);
(3)通過改變熱的釋放和傳輸速度來控制反應(yīng)過程的速度、溫度、轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的成分與結(jié)構(gòu)。


與其他制粉技術(shù)相比,自蔓延高溫合成方法的優(yōu)點在于:


(1)反應(yīng)速度快,節(jié)省時間,生產(chǎn)效率高;
(2)無需外部能量,節(jié)省能源;
(3)所需的設(shè)備、工藝簡單;
(4)超高溫凈化合成,產(chǎn)品純度高;
(5)不僅能生產(chǎn)粉末,如果同時施加壓力,還可以得到高密度的燃燒產(chǎn)品;
(6)產(chǎn)量高;
(7)可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,從實驗室走向生產(chǎn)所需時間短,產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu);
(8)能夠生產(chǎn)新產(chǎn)品;
(9)燃燒過程中,材料經(jīng)歷了很大的溫度變化,非常高的加熱和冷卻速率使生產(chǎn)物中缺陷和非平衡相比較集中,因此某些產(chǎn)物比用傳統(tǒng)方法制造的產(chǎn)物更具有活性,例如更容易燒結(jié);
(10)可以制造某些非化學(xué)計量比的產(chǎn)品,中間產(chǎn)物以及亞穩(wěn)相等等。


自蔓延高溫合成法合成的陶瓷粉末可以直接應(yīng)用,也可以作為原料,通過傳統(tǒng)的成型、燒結(jié)技術(shù)制備致密材料。常見的陶瓷材料有:碳化物(B4C、SiC、WC)、氮化物(Si3N4、AlN、BN)、硅化物(MoSi2)以及復(fù)相陶瓷等。


那么自蔓延高溫合成法具體可以用來制備哪些陶瓷粉體,又是如何制備的呢?敬請關(guān)注中國粉體網(wǎng)于2019年8月27-28日舉辦的“第二屆新型陶瓷技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇”,屆時中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所李江濤研究員將帶來題為《燃燒合成陶瓷粉體以及基于高溫潤濕性的陶瓷制品研發(fā)》的精彩報告,并對以上問題進(jìn)行詳細(xì)解答。


李江濤研究員簡介


李江濤,中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員,博士生導(dǎo)師,低溫材料與應(yīng)用超導(dǎo)研究中心副主任、功能陶瓷材料研究組組長;國家自然科學(xué)基金委無機(jī)非金屬學(xué)科會評專家;中國科學(xué)院大學(xué)崗位教授、中鋼集團(tuán)“先進(jìn)耐火材料國家重點實驗室”兼職教授。


主要從事先進(jìn)陶瓷材料的燃燒合成制備新技術(shù)研究、紅外陶瓷材料的輻射節(jié)能與工業(yè)應(yīng)用研究。先后主持了國家自然科學(xué)基金重點課題、科技部國際合作重點課題,負(fù)責(zé)中科院知識創(chuàng)新方向性項目、重大裝備研制等多項課題。在陶瓷材料的燃燒合成制備技術(shù)方面發(fā)表文章200余篇,專利20余件,英文專著一部。曾獲中國材料研究學(xué)會科學(xué)技術(shù)二等獎、北京市科技進(jìn)步三等獎、第八屆教育部霍英東青年教師基金及青年教師獎。


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