交變磁場(chǎng)對(duì)shs制備復(fù)合鋼管陶瓷層相結(jié)構(gòu)的影響

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1、——試驗(yàn)研究特種鑄造及有色合金2009年第29卷第7期交變磁場(chǎng)對(duì)SHS制備復(fù)合鋼管陶瓷層相結(jié)構(gòu)的影響焦萬(wàn)麗(山東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院)摘要將交變磁場(chǎng)引入自蔓延反應(yīng)，研究其對(duì)陶瓷層的相結(jié)構(gòu)的影響，采用Ni0作為添加劑進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，交變磁場(chǎng)并不改變陶瓷層的相組成。顯微結(jié)構(gòu)分析表明，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增加，口-A120s的枝晶尺寸減小，形態(tài)逐漸向細(xì)小的等軸晶形態(tài)過(guò)渡，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為o．2T時(shí)，出現(xiàn)等軸晶組織。NiO的加入增強(qiáng)了交變磁場(chǎng)的影響效果，在NiO加入量為0．4％時(shí)可以在0．1T的磁感應(yīng)強(qiáng)度下得到細(xì)小的等軸晶組織。關(guān)鍵詞自蔓延；交變磁場(chǎng)；微

2、觀結(jié)構(gòu)；細(xì)化晶粒中圖分類號(hào)TQl74；TB331文獻(xiàn)標(biāo)志碼A文章編號(hào)1001—2249(2009)07—0596—03DOI：10．3870／tzzz．2009．07．003自蔓延法制備的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管廣泛應(yīng)用于礦交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置中(工作臺(tái)尺寸：150mm×150mm山、冶金、電力和化工等領(lǐng)域，可滿足這些領(lǐng)域?qū)ξ锪陷敗?50mm)，見圖1。電磁線圈60匝，采用工頻交流電n“]0～0激勵(lì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度．2T連續(xù)可調(diào)。交變磁場(chǎng)的磁送管道高耐磨性、強(qiáng)抗腐蝕性及抗高溫等要求。在0～重力法制備復(fù)合管的過(guò)程中感應(yīng)強(qiáng)度為0、．1、0．2T，分別對(duì)應(yīng)13號(hào)試樣，其余，鋁熱劑

3、的燃燒和固／液相的分離是制備過(guò)程中的基本步驟，這兩個(gè)過(guò)程是獲得具試驗(yàn)條件相同。將鎂粉和高錳酸鉀依次鋪在鋁熱劑上方3～415S后開有良好外觀，再滴滴丙三醇，大約始燃燒，完成、優(yōu)良的物理性能、良好的使用壽命的關(guān)鍵。一般說(shuō)來(lái)SHS反應(yīng)。鋁熱劑燃燒前打開磁場(chǎng)，反應(yīng)結(jié)束后關(guān)閉，，制備環(huán)境對(duì)最終產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)和性能[5q]交變磁場(chǎng)貫穿自蔓延反應(yīng)始終。另外，在以上反應(yīng)物的有重要的影響。將外場(chǎng)應(yīng)用于自蔓延過(guò)程是近期基礎(chǔ)上添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％和8％的NiO，交變磁場(chǎng)研究的熱點(diǎn)，研究人員在這方面做了大量的工作。電磁工作強(qiáng)度0．1T，對(duì)應(yīng)4、5號(hào)試樣。場(chǎng)作為一種非常重要的物理場(chǎng)，

4、具有無(wú)接觸傳遞能量、選擇性大、效率高、可控性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在材料學(xué)領(lǐng)域中成為重要的研究方向。在自蔓延反應(yīng)的過(guò)程中施加電磁場(chǎng)可以改變反應(yīng)物的最終結(jié)構(gòu)，同時(shí)提高反應(yīng)物的活性。但有關(guān)電磁場(chǎng)應(yīng)用于陶瓷內(nèi)襯復(fù)合管過(guò)程中的研究卻未見報(bào)道。本課題采用自制的交變磁場(chǎng)發(fā)生設(shè)備，將交變磁場(chǎng)引入自蔓延制備復(fù)合鋼管的全過(guò)圖1試驗(yàn)裝置圖程，研究不同磁感應(yīng)強(qiáng)度的電磁場(chǎng)對(duì)自蔓延過(guò)程及最終1．鋁熱荊2．電磁線圈3．底座4．隔熱層產(chǎn)物的微觀組織的影響。從制備的復(fù)合管上切割出試樣，拋光后用金相顯微1試驗(yàn)過(guò)程鏡觀察結(jié)構(gòu)。取下陶瓷層后，制成粉末，進(jìn)行X射線衍射分析確定物相。試驗(yàn)材料為碳素?zé)o縫

5、鋼管,,25mm×，尺寸為／3mm×100mm，鋼管內(nèi)表面用溫?zé)酦aOH溶液除油，2試驗(yàn)結(jié)果與討論用體積分?jǐn)?shù)為30％的HCl溶液除銹一，鋼管端用鋁箔2．1交變磁場(chǎng)對(duì)陶瓷層物相和燃燒速度的影響74～包封。鋁熱劑為分析純(0．00．150ram)A1粉和圖2是1、3、5號(hào)試樣的X射線衍射結(jié)果。結(jié)果表Fe00～23粉(．0530．074ram)。A1粉和Fe203粉按化明—AlOFeAlO，各試樣的物相主要由a。?；w和。。尖晶學(xué)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比配制，在此基礎(chǔ)上加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為石亞穩(wěn)相結(jié)構(gòu)組成。當(dāng)加入NiO后，還生成了4％的SiO。和4％的CaF。以延長(zhǎng)固／液相分離

6、的時(shí)間。NiFe。0。相。SiO。和CaF：在陶瓷熔體中形成液態(tài)玻l經(jīng)混料機(jī)充分混合▲cm、烘干后，以1．8g的裝料密璃，凝固后又在陶瓷晶界處形成玻璃相，所以在x射線度填入鋼管中，并保持豎直狀態(tài)，填料后的復(fù)合管置于衍射的結(jié)果中并未檢測(cè)到，圖2說(shuō)明在自蔓延反應(yīng)過(guò)程—～收稿日期：20081l-05；修改稿收到日期200903—15：基金項(xiàng)目：山東理工大學(xué)科研基金資助項(xiàng)目(2006KJM3I)7—2781665—作者簡(jiǎn)介：焦萬(wàn)麗，女，197年出生，副教授，山東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東淄博(255049)，電話：13675338352，0533，Emailj

7、wlzl77@163．com596變磁場(chǎng)對(duì)SHS制備復(fù)合鋼管陶瓷層相結(jié)構(gòu)的影響焦萬(wàn)麗b一L●J。mJ一’}▲一一【№0uLL么jjl【

8、㈨．工(b)3號(hào)試樣(c)5號(hào)試樣(a)1號(hào)試樣圖2陶瓷層X射線衍射圖。2中施加交變磁場(chǎng)并未改變陶瓷層中的相組成．2交變磁場(chǎng)對(duì)陶瓷層微觀結(jié)構(gòu)的影響置于交變磁場(chǎng)中的鋼管，會(huì)在，由于磁通量的變化固／液相的分離過(guò)程是自蔓延反應(yīng)過(guò)程的重要組成管壁的橫截面內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流本身會(huì)對(duì)鋼部分。反應(yīng)區(qū)的，非金屬氧化物的結(jié)晶過(guò)程也同時(shí)進(jìn)行管產(chǎn)生加熱作用，感。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度較大或頻率較高時(shí)溫度梯度、熔池的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)最終、固／液相的分離時(shí)間應(yīng)

9、電流的熱效應(yīng)會(huì)更加明顯。這種熱效應(yīng)將從外界引生成物的