超導(dǎo)材料MgB-,2-的燃燒合成及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變研究.pdf

1、燃燒合成方法以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)成為制備化合物及復(fù)合材料的新技術(shù)。然而，由于燃燒合成方法本身反應(yīng)迅速難以控制、合成溫度高以及Mg-B獨(dú)特的體系，對其反應(yīng)過程及結(jié)構(gòu)形成機(jī)理知之甚少。因此，研究自蔓延燃燒合成MgB2的形成機(jī)理，無論從自蔓延燃燒合成(SHS)方法本身的完善還是從MgB2超導(dǎo)材料的廣泛應(yīng)用前景來講都具有重要意義。 本文針對Mg-B弱放熱反應(yīng)體系從熱力學(xué)及結(jié)構(gòu)宏觀動力學(xué)兩個方面進(jìn)行了較為全面的研究。通過對理想狀態(tài)下反應(yīng)絕熱溫度

2、的計(jì)算，明確了體系的預(yù)熱溫度與絕熱溫度的關(guān)系。 以Mg粉和B粉為原料，采用自蔓延燃燒合成方法和熱爆燃燒合成方法成功地制備出MgB2塊材超導(dǎo)材料，并對其反應(yīng)過程進(jìn)行了比較，明確了兩種模式制備MgB2的不同工藝要求。探討了熱爆反應(yīng)制備MgB2的不同工藝參數(shù)對產(chǎn)物相組成及組織形貌的影響，主要包括預(yù)熱溫度、預(yù)熱速率、壓坯壓力、Mg粉粒度及保溫時間等?？偨Y(jié)了燃燒合成制備MgB2的參數(shù)優(yōu)化方案。對于熱爆燃燒合成MgB2提出了熔化—溶解—析出

3、機(jī)制：只有在Mg粉熔化以后，熱爆燃燒合成反應(yīng)才會發(fā)生生成MgB2。 采用添加引燃劑(Al-Ti-C)的方法，利用柱體鋼模具成功地淬熄了自蔓延燃燒合成MgB2的反應(yīng)，得到了具有不同反應(yīng)程度的MgB2產(chǎn)物。對不同淬熄區(qū)的產(chǎn)物進(jìn)行X射線衍射(XRD)分析表明，反應(yīng)過程中有Mg、B、MgB2和MgB4相。結(jié)合掃描電鏡(SEM)分析、能譜(EDS)分析以及電子探針(EPMA)分析，自蔓延燃燒合成MgB2分為以下幾個階段：①低溫固相擴(kuò)散過程