自蔓延高温合成技术(Self-propagating high-temperature synthesis简称SHS)是一种很有吸引力新的材料制备技术,在二十世纪末受到了世界各国科学家的关注.它在陶瓷材料、复合材料、梯度功能材料及材料表面改性等领域有十分广泛的应用.该文首先论述了自蔓延高温合成技术工艺方法和技术原理,全面介绍了该技术的国内外研究状况和发展趋势.基于静态自蔓延方法,采用Al-Fe<,2>O<,3>-CrO<,3>燃烧体系研制出了陶瓷内衬喷嘴,研究工艺配方参数对燃烧过程和复合管性能的影响,分析了陶瓷内衬层的微观组织结构和界面结合机理.验证了静态自蔓延过程是不平衡反应过程,氧化-还原反应进行不彻底,反应产物成分比较复杂.该文研究在重力分离SHS法(静态SHS)制备陶瓷内衬复合喷嘴过程中机械振动对SHS铝热燃烧、陶瓷凝固及复合管组织性能的影响.在制备小口径陶瓷复合喷嘴时,施加振频10Hz,振幅3mm的机械振动能使得静态SHS反应更快的达到稳定燃烧状态,提高陶瓷层表面质量,随着内径的增大,施加机械振动的能使陶瓷层硬度升高.机械振动能提高燃烧温度,提高陶瓷熔浆流动性,促进陶瓷致密过程,提高陶瓷层和基体钢管的结合性能.随着口径的增大,施加机械振动的SHS陶瓷熔体的对流能力增强,熔体向外换热能力提高,从而增大了陶瓷熔体的冷却速度和过冷度,提高了液态陶瓷初晶相Al<,2>O<,3>的形核率.同时,由于机械振动所引起的强烈对流使得固液界面温度的扰动加强,不利于柱状晶的生长.陶瓷层中依次出现了柱状晶,打碎的柱状晶,等轴晶,从而使得硬度提高.机械振动能提高添加剂中的ZrSiO<,4>的分解率,反应生成的ZrO<,2>发生马氏体相变从而进一步提高陶瓷层的韧性和硬度.