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1 燃烧理论9

1.1 引言9

1.1.1 经典燃烧理论与SHS燃烧理论9

1.1.2 自蔓延高温合成燃烧分类11

1.2 稳态燃烧12

1.2.1 燃烧波结构12

1.2.2 固体火焰14

1.2.3 渗透燃烧25

1.2.4 试验参数对燃烧过程的影响30

1.3 非稳态燃烧35

1.3.1 非稳态燃烧模式35

1.3.2 系统稳定性判据36

1.4 点火37

1.4.1 热爆炸理论38

1.4.2 点火数学模型40

1.4.3 SHS点火方法44

参考文献46

2 热力学和动力学50

2.1 概述50

2.1.1 热力学概述50

2.1.2 动力学概述51

2.2 绝热燃烧温度51

2.2.1 绝热燃烧温度的意义与计算51

2.2.2 绝热燃烧温度的作用55

2.3 SHS反应产物的平衡成分57

2.4 SHS图60

2.4.1 SHS图60

2.4.2 SHS热力学图61

2.5 反应速率61

2.6.1 燃烧波速率的意义与模型63

2.6 燃烧波速率63

2.6.2 影响燃烧波速率的因素65

2.7 质量燃烧速率与能量释放速率67

2.8 研究方法与动力学模型68

2.8.1 研究方法68

2.8.2 动力学模型72

参考文献74

3 结构宏观动力学76

3.1 结构宏观动力学的发展历史76

3.2 结构宏观动力学的理论基础与基本概念78

3.2.1 结构宏观动力学的理论基础78

3.2.2 结构宏观动力学的基本概念83

3.3 结构静力学与结构动力学85

3.3.1 结构静力学86

3.3.2 结构动力学87

3.4.1 动态X射线衍射分析法93

3.4 结构宏观动力学的研究方法93

3.4.2 淬火－逐层分析法95

3.5 结构宏观动力学的发展趋势97

参考文献99

4 燃烧化学与化学合成101

4.1 燃烧化学101

4.2 元素间的直接合成107

4.2.1 无气相合成107

4.2.2 渗透合成116

4.2.3 放出气体的合成125

4.3 以化合物为反应物的合成127

4.3.1 金属热还原合成127

4.3.2 复杂氧化物的合成131

4.4 以有机物为反应物的合成136

4.4.1 以硝酸盐－有机燃料为反应物的燃烧合成137

4.4.2 以有机物为前驱体的燃烧合成141

参考文献142

5 SHS粉末147

5.1 概述147

5.2 难熔化合物150

5.2.1 碳化物151

5.2.2 硅化物156

5.2.3 硼化物157

5.3 氮化物、氢化物159

5.3.1 氮化物159

5.3.2 氢化物165

5.4 磷化物、硫族化物167

5.4.1 磷化物167

5.4.2 硫族化物168

5.5 铝热还原合成复相陶瓷170

5.6 以无机化合物为原料合成氧化物174

5.7 以有机物为原料合成氧化物177

5.7.1 有机燃料－硝酸盐系合成粉末180

5.7.2 金属羧酸肼盐前驱体合成粉末186

参考文献188

6 SHS致密化技术193

6.1 概述193

6.2 SHS－烧结法194

6.3 SHS－加压法197

6.3.1 SHS－单向加压法197

6.3.2 SHS－等静压法198

6.3.3 SHS－准等静压法199

6.3.4 热爆－加压法201

6.4 气压燃烧烧结法202

6.4.1 高压自燃烧烧结法202

6.4.2 气压燃烧烧结法203

6.5.1 SHS－爆炸冲击加载法204

6.5 SHS－动压法204

6.5.2 SHS－高速锻击加载法205

6.5.3 SHS－脉冲电磁力加载法206

6.6 SHS特殊成形法206

6.6.1 SHS－轧制法206

6.6.2 SHS－挤压法207

6.7 SHS致密化原理与数学模型209

6.7.1 SHS致密化时序图与温度－时间－状态图209

6.7.2 SHS致密化经验公式213

6.7.3 SHS－加压与SHS－挤压过程的数学模型214

参考文献215

7 SHS冶金、涂层、焊接219

7.1 SHS－离心法219

7.1.1 概述219

7.1.2 内衬陶瓷复合钢管220

7.1.3 不锈钢内衬复合钢管227

7.1.4 SHS－离心法的其它应用230

7.2 SHS－熔铸和熔铸涂层233

7.2.1 SHS－熔铸233

7.2.2 熔铸涂层237

7.3 气相传输涂层239

7.3.1 概述239

7.3.2 气相传输涂层过程241

7.3.3 气相传输涂层的应用243

7.4 SHS焊接244

7.4.1 概述244

7.4.2 SHS焊接工艺245

7.4.3 同类材料的焊接247

7.4.4 异类材料的焊接249

7.4.5 FGM焊接件应力分析250

参考文献251

8.1.1 概述256

8 反应加工技术256

8.1 反应球磨256

8.1.2 SHS反应球磨257

8.1.3 无明显放热的反应球磨260

8.1.4 反应球磨在材料制备中的应用261

8.2 反应烧结262

8.2.1 反应烧结过程和影响因素262

8.2.2 反应烧结材料268

8.3 反应热压271

8.3.1 反应热压过程271

8.3.2 反应热压材料273

8.4 反应热等静压与反应准等静压277

8.4.1 反应热等静压277

8.4.2 反应准等静压280

8.5 超高压反应烧结282

8.5.1 概述282

8.5.2 金刚石的超高压反应烧结283

8.5.3 CBN的超高压反应烧结284

8.5.4 其它应用286

8.6 反应爆炸固结286

8.6.1 装置286

8.6.2 反应爆炸固结过程288

8.6.3 冲击条件的影响289

8.6.4 反应物特性的影响291

8.7 反应铸造292

8.7.1 概述292

8.7.2 气－液法293

8.7.3 液－液法295

8.7.4 固－液法295

8.7.5 反应铸造法制备的材料297

8.8 反应涂层297

8.8.2 湿法粉末反应涂层298

8.8.1 反应铸渗法涂层298

8.8.3 金刚石表面涂层300

8.8.4 反应热压涂层301

8.8.5 反应溅射涂层301

8.9 反应热喷涂302

8.9.1 反应电弧热喷涂302

8.9.2 反应等离子喷涂305

参考文献307

9 陶瓷316

9.1 碳化物316

9.1.1 碳化钛316

9.1.2 碳化硅318

9.1.3 多元碳化物321

9.2 氮化物323

9.2.1 氮化硅323

9.2.2 Si3N4基复相陶瓷及黑陶瓷324

9.2.3 赛隆325

9.2.4 六方氮化硼和氮化铝326

9.3 硼化物328

9.4 硅化物330

9.5 氧化物334

9.5.1 铁氧体334

9.5.2 高温超导体335

9.5.3 电子陶瓷336

9.5.4 催化剂及载体材料338

9.5.5 耐火材料与建筑材料339

9.6 氧化铝基复相陶瓷341

9.6.1 A12O3-TiC341

9.6.2 A12O3-B4C342

9.6.3 其它复相陶瓷344

参考文献346

10.1 概述349

10 硬质合金及金属陶瓷349

10.2 硬质合金353

10.3 金属陶瓷362

参考文献363

11 金属间化合物365

11.1 概述365

11.2 含铝金属间化合物368

11.2.1 Ni3Al和NiAl368

11.2.2 Fe3Al和FeAl373

11.2.3 Ti3Al和TiAl376

11.3 TiNi378

11.4 金属间化合物复合材料380

11.4.1 NiAl基复合材料380

11.4.2 颗粒增强TiAl382

11.5.2 TiPd和Ti50Ni50-xPdx384

11.5 其它化合物384

11.5.1 Mg-Ni系384

11.5.3 其它含铝化合物385

参考文献387

12 金刚石薄膜389

12.1 概述389

12.2 火焰法沉积金刚石薄膜的方法及基本原理390

12.2.1 实验设备及沉积条件390

12.2.2 基本原理392

12.2.3 氢气在火焰法沉积金刚石薄膜中的作用392

12.3 火焰法沉积金刚石薄膜的组织结构及应用394

参考文献396

13 复合材料和梯度材料397

13.1 概述397

13.2.1 制备方法399

13.2 陶瓷基复合材料399

13.2.3 TiC-TiB2复合材料400

13.2.2 TiC-A12O3复合材料400

13.2.4 含金刚石的复合材料402

13.3 金属基复合材料403

13.3.1 制备方法403

13.3.2 钛基复合材料404

13.3.3 铝基复合材料404

13.3.4 其它金属基复合材料408

13.4 梯度材料408

13.4.1 制备方法408

13.4.2 TiB2-Cu系梯度材料413

13.4.3 TiC-Ni梯度材料417

13.4.4 其它梯度材料418

参考文献419

14.1 概述423

14 有机物423

14.2 液体单体的波聚合426

14.3 固体单体的波聚合429

14.4 环氧树脂的波固化431

14.5 应用433

参考文献434

15 SHS设备436

15.1 SHS粉末制取设备436

15.2 SHS致密化设备438

15.2.1 SHS气氛压力烧结致密化设备438

15.2.2 SHS模压致密化装置439

15.2.3 SHS热等静压设备440

15.3 SHS离心设备442

15.4 SHS焊接设备442

参考文献443