自蔓延燃燒合成的非平衡動(dòng)力學(xué)及其對(duì)材料結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、自蔓延高溫合成技術(shù)(SHS)作為一種新的材料制備技術(shù)在二十世紀(jì)末受到了世界各國(guó)科學(xué)家的關(guān)注，但是由于SHS的反應(yīng)過(guò)程非常快速而其反應(yīng)機(jī)理又非常復(fù)雜，這種特點(diǎn)使得SHS的過(guò)程控制變得非常困難，特別是在其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理還不太清楚的情況下許多SHS現(xiàn)象難以理解。為了改變這種理論研究嚴(yán)重滯后于實(shí)驗(yàn)研究的狀況，本研究提出了一個(gè)綜合的自蔓延非均質(zhì)燃燒模型，并采用計(jì)算機(jī)模擬的方法研究了SHS快速燃燒的熱動(dòng)力學(xué)機(jī)理，合理地解釋了實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到的多種燃燒現(xiàn)

2、象。同時(shí)，也探索了SHS工藝制度與產(chǎn)物結(jié)構(gòu)(微觀和宏觀)間的關(guān)系，為材料設(shè)計(jì)及材料制備提供了有益的探索。具體工作如下：1、提出了微觀不均勻的燃燒介質(zhì)模型，在此基礎(chǔ)上完成了對(duì)非均質(zhì)燃燒模型數(shù)學(xué)化的研究，并提出了“燃燒基團(tuán)”模式，解決了模型數(shù)學(xué)分析量大的難點(diǎn)。在該模型中，首次將體系的微觀不均勻特性、體系的基本物性及燃燒過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理與整體燃燒動(dòng)力學(xué)行為聯(lián)系在一起，從而為更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和控制SHS體系的燃燒行為，優(yōu)化SHS的工藝過(guò)程奠定