超導材料MgB-,2-的燃燒合成及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變研究.pdf

1、燃燒合成方法以其獨特的優(yōu)點成為制備化合物及復合材料的新技術(shù)。然而，由于燃燒合成方法本身反應迅速難以控制、合成溫度高以及Mg-B獨特的體系，對其反應過程及結(jié)構(gòu)形成機理知之甚少。因此，研究自蔓延燃燒合成MgB2的形成機理，無論從自蔓延燃燒合成(SHS)方法本身的完善還是從MgB2超導材料的廣泛應用前景來講都具有重要意義。 本文針對Mg-B弱放熱反應體系從熱力學及結(jié)構(gòu)宏觀動力學兩個方面進行了較為全面的研究。通過對理想狀態(tài)下反應絕熱溫度

2、的計算，明確了體系的預熱溫度與絕熱溫度的關系。 以Mg粉和B粉為原料，采用自蔓延燃燒合成方法和熱爆燃燒合成方法成功地制備出MgB2塊材超導材料，并對其反應過程進行了比較，明確了兩種模式制備MgB2的不同工藝要求。探討了熱爆反應制備MgB2的不同工藝參數(shù)對產(chǎn)物相組成及組織形貌的影響，主要包括預熱溫度、預熱速率、壓坯壓力、Mg粉粒度及保溫時間等?？偨Y(jié)了燃燒合成制備MgB2的參數(shù)優(yōu)化方案。對于熱爆燃燒合成MgB2提出了熔化—溶解—析出

3、機制：只有在Mg粉熔化以后，熱爆燃燒合成反應才會發(fā)生生成MgB2。 采用添加引燃劑(Al-Ti-C)的方法，利用柱體鋼模具成功地淬熄了自蔓延燃燒合成MgB2的反應，得到了具有不同反應程度的MgB2產(chǎn)物。對不同淬熄區(qū)的產(chǎn)物進行X射線衍射(XRD)分析表明，反應過程中有Mg、B、MgB2和MgB4相。結(jié)合掃描電鏡(SEM)分析、能譜(EDS)分析以及電子探針(EPMA)分析，自蔓延燃燒合成MgB2分為以下幾個階段：①低溫固相擴散過程