电场作用大热流密度条件下低温燃烧合成铁基复合材料的机理研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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电场作用大热流密度条件下低温燃烧合成铁基复合材料的机理研究

项目名称：电场作用大热流密度条件下低温燃烧合成铁基复合材料的机理研究
项目类别：青年科学基金项目
批准号：50404014
申请代码：E0416
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2005-01-01-2007-12-31

项目负责人：冯可芹
负责人职称：教授
依托单位：四川大学
批准年度：2004

中文摘要：

目前国内外对金属-陶瓷复合材料的研究主要集中在高温燃烧合成法上，而对其低温燃烧合成的研究未见报道。本项目主要在热模拟机上进行实验，在电场作用大热流密度条件下，不仅利用外加电场来激发体系发生反应，还利用电场来维持与控制反应进程，对高放热Fe-Ti-C和中放热Fe-V-C体系的低温燃烧合成过程的机理进行研究。由于本技术不需外点火器，与现有的电场辅助材料合成方法有本质不同；且采用本技术可大幅降低体系点火温度，符合"绿色合成"的发展要求。通过研究电场、加热条件、原料组份和试样密度等对两种体系低温燃烧合成的影响，包括对点火温度、反应过程、产物组织结构和致密性的影响，以及对合成过程的解析研究，并结合热力学和动力学分析计算，总结出电场作用大热流密度条件下低温燃烧合成铁基复合材料过程的机理，并建立相关模型，以达到控制过程的目的。该成果将为金属-陶瓷复合材料的制备提供一种新方法，并为此奠定理论基础。

中文主题词：电场；热流密度；Fe-Ti-C体系；Fe-V-C体系；燃烧合

英文摘要：

electric field; thermal densit

英文主题词： electric field; thermal densit

结论摘要：

本项目在电场作用大热流密度条件下，不仅利用外加电场来激发体系发生反应，还利用电场来维持与控制反应进程，对Fe-Ti-C和Fe-V-C两种不同放热体系的低温燃烧合成过程的机理进行研究。通过研究电场、加热条件、压坯成分和密度、压力等对两种体系低温燃烧合成的影响，以及对合成过程的解析研究，并结合热力学和动力学分析计算，总结出电场作用大热流密度条件下低温燃烧合成铁基复合材料过程的机理，建立了相关物理数学模型，利用该模型计算得到燃烧合成瞬时过程中反应物转化率。研究结果表明电场作用可大幅降低体系燃烧合成的点火温度，符合"绿色合成"的发展要求；该技术拓宽了Fe-Ti(V)-C体系实现燃烧合成的成份范围，使铁基复合材料的燃烧合成具有更重要的工程应用价值。此外，对该技术进行推广应用的试探性研究表明该方法是实现材料低温快速合成与烧结一种新方法。所取得的研究成果具有重要的指导意义，并对我国在该领域的研究有较大的促进作用。本项目在国内外重要刊物发表论文（包括录用）31 篇，获授权和公示的国家发明专利各1项，培养了1名博士后和5名研究生，该研究工作全面超额完成了预期的目标。

成果综合统计