自蔓延高温合成技术的原理与应用（材料工程新工艺设计新技术）.doc

自蔓延高温合成技术的原理及应用摘要:自蔓延高温合成技术在材料的合成与制备中应用非常广,本文主要介绍自蔓延高温合成技术的发展背景和原理,并概述该技术在材料合成与制备中的应用和发展前景。关键词:自蔓延高温合成;原理;应用、发展前景Theprincipleandapplicationofself-propagatinghigh-temperaturesynthesistechnologyAbstract:Itiswidelyusedofself-propagatinghigh-temperaturesynthesistechnologyinthesynthesisandperparationofmaterials,thisarticlemainlyintroducesthebackgroundofdevelopmentandprincipleofself-propagatinghigh-temperaturesynthesistechnology,:self-propagatinghigh-temperaturesynthesis;principle;application;[1](Self-propagatingHigh-temperatureSynthesis,简称SHS),又称为燃烧合成。Merzhanov发现化学反应:具有点火后不需要外界能量就可持续燃烧并从一端向另一端传播,使Ti与B的混合物反应生成TiB2化合物,从而合成硬质瓷TiB2粉末这种新材料。于是将这种快速燃烧模式称为“固体火焰”,称这种依靠反应自身放热来合成材料的技术为自蔓延高温合成技术。按照该技术创始人Merzhanov的说法,该技术就是利用任何具有化学反应特性的燃烧过程来合成具有实用目的、有价值的致密产品。SHS技术是在高真空或介质气氛中点燃原料引发化学反应,反应放出的热量使得邻近物料的温度骤升,从而引起新的化学反应,并且反应以燃烧波的形式蔓延至整个反应物,当燃烧波向前推进的时候,反应物逐步反应而变成了产物。同其他常规工艺方法相比,SHS具有以下优点[2]:(1)SHS技术制备工艺相对简单,节约能源。利用外冲毁能源点火后,仅靠反应放出的热量即可使燃烧波持续下去,因此制造成本低,只有传统方法费用的30%~45%(2)合成产物污染少,产品纯度高。反应过程的高温可以蒸发掉低沸点的杂质,所以得到的产物纯度比较高,由于升温和冷却速率很快,温度梯度高,易于存在高浓度缺陷和非平衡结构,反应后可获得常规技术难以获得的高活性的亚稳态产物及复杂相,结合传统的熔铸、挤压等技术还可以得到形状复杂的近无加工余量的零部件。(3)反应快。自蔓延高温合成是一个极短的过程,从反应被引发到燃烧结束,整个过程只需几秒钟到几分钟,所以这是传统烧结方法无法比拟的。另外,因为反应时间短,所以燃烧合成时对气氛要求不高。,