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本文利用燃烧波淬熄法重点研究了Zr B2-Al2O3复合粉体燃烧合成的反应机理,未反应区、反应区和反应完成区在淬熄试样中被保存。用Fact-Sage软件从热力学的角度分析了Zr O2-B2O3-Al体系中各个反应发生的可能性。用X射线衍射仪(XRD)分析了反应燃烧合成产物的物相组成。用可变真空度热场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察了燃烧合成反应过程中的显微组织转变过程,用能谱仪(EDS)分析了各微区的成分变化,并利用数据采集系统对燃烧温度和燃烧波蔓延速度进行了测量。用差热-热重(DTA-TG)分析了B2O3-Al、Zr O2-Al和Zr O2-B2O3-Al三个体系中的热效应。在此基础上可以提出Zr B2-Al2O3复合粉体燃烧合成的机理。结果表明,从热力学角度上,Zr O2-B2O3-Al体系的绝热温度为2327K,满足Merzhanov提出的试样中燃烧波能够自维持的理论依据,并且在一定温度范围(300~1800K)内,B2O3-Al、Zr O2-Al、Zr-B和Zr O2-B2O3-Al体系中的反应都存在发生反应的可能性(△Go<0)。分析结果表明,Zr B2-Al2O3复合粉体的燃烧合成的反应过程可以用反应-溶解-析出机制来描述。可以得到燃烧合成反应始于B2O3和Al的熔化,并形成Zr O2-B2O3-Al熔液,体系发生反应的初始温度为1073K,然后B和Al2O3从熔液中析出,随着燃烧合成反应的进行,Zr O2与Al发生铝热反应,熔液中析出Zr和Al2O3,Zr与B直接反应生成Zr B2,最终得到Zr B2-Al2O3复合粉体。并且Al2O3比Zr B2优先形成。此外,可以描绘出相应于溶解-析出机制的反应模型。另外,原材料的挥发对燃烧合成产物的物相组成具有重要的影响,结果表明:在化学计量比的基础上,Zr O2-B2O3-Al体系燃烧合成产物为Zr B2,Al2O3,以及少量的Zr O2。当原料中B2O3过量时,产物中还可以得到Al4B2O9相。当原料中Al含量逐渐增加时,产物中Al含量也逐渐增加。当原料中Zr O2、B2O3和Al按化学计量比3:3:11.5进行配比时,燃烧合成产物中只有Zr B2和Al2O3,没有杂质相。