自蔓延鎂熱還原法制備二硼化鋯微粉.pdf

1、自蔓延高溫合成(Self-propagating High-temperature Synthesis，簡(jiǎn)稱SHS)，亦稱燃燒合成，是近年來發(fā)展起來的一種制備難熔化合物的新工藝，它利用原料在初始點(diǎn)燃條件下化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的高溫高熱，使燃燒反應(yīng)自發(fā)地進(jìn)行，從而得到指定成分和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物．
　　 ZrB2陶瓷因?yàn)榫哂腥埸c(diǎn)和硬度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、良好的中子控制能力等特點(diǎn)而在高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料、復(fù)合材料、耐火材料、電極材料以及核控制材料等領(lǐng)域

2、中得到重要應(yīng)用。但是，目前其研究和發(fā)展與常規(guī)材料相比，開發(fā)和理論研究方面都不是很深入和成熟，大規(guī)模應(yīng)用因此受到限制。
　　 本文采用自蔓延鎂熱還原高溫合成工藝，以低成本的二氧化鋯(Zr02)、硼酐(B203)、鎂粉(Mg)為原料，利用Zr02-B203-Mg體系放熱反應(yīng)，成功制備了高純度ZrB2微粉。并利用多種實(shí)驗(yàn)手段和分析方法，研究了合成ZrB2的燃燒合成反應(yīng)機(jī)理、工藝規(guī)律、產(chǎn)物的微觀組織及粉末特性。
　　 通過對(duì)體系

3、反應(yīng)自由能的計(jì)算表明：在400-2000K內(nèi)，反應(yīng)B203-Mg、Zr-B、Zr02-B203-Mg生成自由能均小于零，都存在發(fā)生的可能性，反應(yīng)Zr02-Mg生成自由能在溫度<1600K時(shí)小于零，存在發(fā)生的可能性。
　　 DTA分析表明：Zr02-B203-Mg體系的反應(yīng)為復(fù)雜的固-液反應(yīng)。多相反應(yīng)發(fā)生于730～760℃之間，包括反Zr02+2Mg→Zr+2MgO，B203+3Mg→2B+3MgO，Zr+2B→ZrB2。