【原创】燃烧合成法如何制备陶瓷粉体?


来源:中国粉体网   初末

[导读]  自蔓延高温合成法(SHS),又称燃烧合成法,是利用原始化学反应原料自身燃烧反应放出的热量使化学反应过程自发持续进行,以获得具有制定成分与结构产物的一种新型材料合成手段。

中国粉体网讯  自蔓延高温合成法(SHS),又称燃烧合成法,是利用原始化学反应原料自身燃烧反应放出的热量使化学反应过程自发持续进行,以获得具有制定成分与结构产物的一种新型材料合成手段。


自蔓延高温合成法的工艺流程是:



SHS制备陶瓷粉体的工艺流程图


自蔓延高温合成法的基本要素是:


(1)利用化学反应自身放出的热量,完全(或部分)的不需要外热源;
(2)通过快速自动波燃烧的自维持反应形成产物所需的成分或结构;
(3)通过改变热的释放和传输速度来控制反应过程的速度、温度、转化率和产物的成分与结构。


与其他制粉技术相比,自蔓延高温合成方法的优点在于:


(1)反应速度快,节省时间,生产效率高;
(2)无需外部能量,节省能源;
(3)所需的设备、工艺简单;
(4)超高温净化合成,产品纯度高;
(5)不仅能生产粉末,如果同时施加压力,还可以得到高密度的燃烧产品;
(6)产量高;
(7)可以扩大生产规模,从实验室走向生产所需时间短,产品质量优;
(8)能够生产新产品;
(9)燃烧过程中,材料经历了很大的温度变化,非常高的加热和冷却速率使生产物中缺陷和非平衡相比较集中,因此某些产物比用传统方法制造的产物更具有活性,例如更容易烧结;
(10)可以制造某些非化学计量比的产品,中间产物以及亚稳相等等。


自蔓延高温合成法合成的陶瓷粉末可以直接应用,也可以作为原料,通过传统的成型、烧结技术制备致密材料。常见的陶瓷材料有:碳化物(B4C、SiC、WC)、氮化物(Si3N4、AlN、BN)、硅化物(MoSi2)以及复相陶瓷等。


那么自蔓延高温合成法具体可以用来制备哪些陶瓷粉体,又是如何制备的呢?敬请关注中国粉体网于2019年8月27-28日举办的“第二届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”,届时中国科学院理化技术研究所李江涛研究员将带来题为《燃烧合成陶瓷粉体以及基于高温润湿性的陶瓷制品研发》的精彩报告,并对以上问题进行详细解答。


李江涛研究员简介


李江涛,中国科学院理化技术研究所研究员,博士生导师,低温材料与应用超导研究中心副主任、功能陶瓷材料研究组组长;国家自然科学基金委无机非金属学科会评专家;中国科学院大学岗位教授、中钢集团“先进耐火材料国家重点实验室”兼职教授。


主要从事先进陶瓷材料的燃烧合成制备新技术研究、红外陶瓷材料的辐射节能与工业应用研究。先后主持了国家自然科学基金重点课题、科技部国际合作重点课题,负责中科院知识创新方向性项目、重大装备研制等多项课题。在陶瓷材料的燃烧合成制备技术方面发表文章200余篇,专利20余件,英文专著一部。曾获中国材料研究学会科学技术二等奖、北京市科技进步三等奖、第八届教育部霍英东青年教师基金及青年教师奖。


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