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1 自蔓延高温合成技术的概念与特点1

1.1 引言1

1.2 自蔓延高温合成(SHS)技术2

1.3 自蔓延高温合成技术特点3

参考文献6

2 自蔓延高温合成工艺及理论8

2.1 SHS 材料与合成工艺8

2.1.1 SHS 制粉10

2.1.2 SHS 烧结12

2.1.3 SHS 致密化技术14

2.1.4 SHS 冶金20

2.1.5 SHS 焊接技术22

2.1.6 SHS 涂层技术24

2.2 热力学研究27

2.3 燃烧合成动力学30

2.4 燃烧理论35

2.5 结构宏观动力学38

2.6 SHS 的结构控制方法41

2.7.3 有机物的 SHS44

2.7.2 SHS 催化剂与载体44

2.7.1 失重条件下的 SHS44

2.7 SHS 研究新动向44

2.7.4 场助 SHS 的研究45

2.7.5 SHS 产物耗散结构的研究45

2.7.6 SHS 动力学模型45

参考文献45

3 TiC-xFe 体系的自蔓延高温合成49

3.1 实验条件及实验方法49

3.2.1 燃烧温度50

3.2 原料特征和初始条件对 SHS 过程的影响50

3.2.2 燃烧波速度55

3.2.3 燃烧模式59

3.3 SHS 产物特征59

3.3.1 XRD 分析59

3.3.2 合成产物的结构特征60

3.3.3 燃烧合成产物的密实度64

参考文献65

4 TiC-xFe 体系 SHS 反应动力学过程和结构形成过程67

4.1 实验方法67

4.2.1 燃烧波铜楔块淬熄分析68

4.2 燃烧合成的反应动力学过程68

4.2.2 差热分析70

4.2.3 Ti+C+xFe 体系的点火过程分析72

4.2.4 Ti-C-xFe 体系的燃烧反应动力学过程74

4.3 TiC/Fe 复合材料的结构形成过程74

参考文献78

5 TiC-xFe 体系 SHS 过程中的自组织现象及其非平衡热力学分析79

5.1 引言79

5.2 TiC-xFe 体系 SHS 过程中的热力学体系80

5.3 TiC-xFe SHS 体系的熵流和熵产生81

5.4 自组织结构的形成条件84

5.5 TiC-xFe 体系 SHS 过程中的自组织现象85

5.6 TiC-xFe 体系 SHS 过程中自组织现象的非平衡热力学分析87

参考文献89

6 SHS 过程的非线性动力学分析91

6.1 引言91

6.2 SHS 过程的燃烧动力学基本模型91

6.3 Ti-C-Fe 体系的稳定燃烧波速度93

6.3.1 三元体系稳态波速度的特征93

6.3.2 无量纲动力学模型94

6.3.3 平面稳定燃烧波速度的渐近解96

6.3.4 结果讨论99

6.4 SHS 过程的非线性动力学分析100

6.4.1 渐近分析100

6.4.2 基本解及其线性稳定性分析104

6.4.3 分叉分析107

6.5 一维燃烧波的燃烧动力学特征的数值模拟113

6.5.1 无量纲化模型113

6.5.2 一维燃烧波的数值模拟结果及讨论114

6.6 自蔓延高温合成中振荡行为的非线性动力学机制122

参考文献123

7.1 引言124

7 SHS TiC/Fe(Mo)粉末在铁基粉末冶金材料中的应用124

7.2 实验方法125

7.3 烧结铁基材料的性能测试127

7.3.1 密度测试127

7.3.2 磨损性能127

7.3.3 硬度测试127

7.3.4 抗弯强度128

7.3.5 抗拉强度128

7.4 烧结铁基复合材料的力学性能128

参考文献131