论文摘要
燃烧合成技术是一种新型的材料制备技术，本文探索了燃烧合成技术在多孔金属间化合物／陶瓷复合材料制备中的应用。论文以Ni、Al粉末为原料通过燃烧合成反应制备出高孔隙率的多孔Ni-Al金属间化合物，并在此基础上，通过加入不同配比的Al、TiO2、B2O3，原位生成TiB2和Al2O3陶瓷增强相，以提高NiAl金属间化合物的高温强度，从而获得性能优异的以NiAl为基体的金属间化合物／陶瓷多孔复合材料，另外，通过添加不同的造孔剂来改善孔隙率、孔洞大小和孔形结构，以满足不同条件下汽车尾气净化器载体的不同要求，并由此确定实验的最佳制备工艺。X射线衍射分析结果表明：合成Ni-Al金属间化合物中主要组成相是NiAl，还有少量的Ni3Al和Ni；添加陶瓷体系后组成相中有NiAl、Ni、TiB2和Al2O3，说明陶瓷体系反应充分、完全，基本得到了预期的复合多孔材料。通过对Ni-Al和NiAl／TiB2-Al2O3复合材料进行能谱分析和扫描电镜观察，可以发现Ni-Al反应产物中Ni3Al以条状相分布在NiAl基体上；添加15wt％陶瓷体系后Al2O3无规则形状，TiB2为不规则的树枝状组织，在NiAl基体上呈网状分布；添加33.3wt％陶瓷体系后TiB2的形态比较规则，有立方体、六棱柱体和棒条状，平均晶粒尺寸为2～10μm。Ni-Al产物的孔洞多为连通孔，孔隙之间呈三维立体交错连通，孔道曲折，孔径为10～100μm；添加TiB2-Al2O3陶瓷体系后孔径为20～200μm，造孔剂的加入使孔径明显增大，最小值为50μm，最大值为430μm，平均孔径值也相差较大。Ni-Al金属间化合物的硬度大约在300～650HV之间，加入陶瓷体系后，硬度有所提高，可提高到1000HV以上。这些基础的研究工作对于优化制备工艺并获得性能优良的复合多孔材料具有现实的指导意义。