重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合钢管

发布时间：2019-07-24 13:24

【摘要】：随着工业技术的高速发展,冶金、矿山、化工和能源等众多领域都需要大量的耐磨、耐腐蚀和耐热管道材料,传统的管材已不能很好地满足多场合的使用要求。自蔓延高温合成技术制备的陶瓷内衬复合钢管不仅具有良好的耐磨、耐热性能,同时具有优异的耐腐蚀性能,因此具有广阔的应用前景。本文以Fe203和A1粉为主要原料,以SiO2、Na2B4O7、TiO2为添加剂,采用重力分离自蔓延高温合成法制备陶瓷内衬复合钢管。并对试样进行了抗压剪、抗腐蚀和抗热震性检测,同时采用XRD分析陶瓷层的物相组成,利用SEM观察涂层的微观结构,主要得出如下结论。 (1)通过热力学计算,发现存在临界料管比,当实际料管比大于临界料管比时,钢管局部容易被烧穿。通过计算推导,可得出料管比、填料密度和钢管的内、外直径之间的关系。在本实验条件下,燃烧体系的临界料管比为0.5627、填料密度临界值为1.68g/cm3。通过实验分析对比得出本实验的最佳填料密度为1.6g/cm3。 (2)SiO2添加量为2%时,陶瓷涂层的体积密度最大,为3.43g/cm3。 (3)添加Na2B4O7能明显提高复合钢管的抗压剪强度,同时能提高陶瓷内衬涂层的致密度,本实验条件下,Na2B4O7的最佳添加量为4%。 (4)Ti02可促进Al203晶体烧结,缩小陶瓷凝固温度区间,因此能提高陶瓷内衬涂层的致密度；Ti元素能促进陶瓷和铁的润湿行为,提高复合钢管的抗压剪强度。 (5)适度过量的Al粉可减少涂层中铁铝尖晶石(Al2O3·FeO)相的含量,有助于提高复合钢管的耐腐蚀性能。在本实验条件下,Al粉添加量过量3%时,复合钢管的性能最佳。 (6)适量的添加剂能提高复合钢管的抗热震性能,其中添加6%Ti02的复合钢管抗热震性能最优。
【图文】：

重力分离SHS法制备陶瓷内衬复合钢管

第2章文献综述温合成技术简介合成(Self-propagating High-temperature Synthesis，简称 ustion Synthesis，简称CS)，是前苏联科学家Merzhanov用化学反应自身放热制备材料的新技术[4]，也是一门介的新学科。其反应示意如图2.1。燃烧合成有三个基本学反应自身放热，完全(或部分)不需要外热源；速自动波燃烧的自维持反应得到所需成分和结构的产物；变热的释放和传输速度来控制过程的速度、温度、转化0 P
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TB33

【参考文献】