球磨Al-TiO_2-B_2O_3粉末结构特征演变与燃烧反应特性分析

摘要

以添加20％质量分数Al粉作为粘结剂的Al-TiO2-B2O3系粉末为原料，在Ar保护气中进行机械球磨，通过扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、背散射电子探测仪（BSED）分析混合粉末在机械球磨中粉末粒度、结构特征的演变过程，测试了不同球磨时间混合粉末的XRD图谱和DTA曲线。研究结果表明：在球磨40h过程中，Al-TiO2-B2O3混合粉末由晶态颗粒转变为非晶态颗粒，经历了团聚一粉碎一均匀分布一非晶化一系列演变过程，形成细小复合颗粒；颗粒尺寸变化在球磨过程中是由小到大，再到小的冷焊．破碎过程，球磨8h前混合颗粒冷焊占主导因素，并于8h时长到最大（200μm），8h后混合颗粒以硬化破碎占主导因素，并制得超细粉末颗粒；差热分析（DTA）测试不同球磨时间粉末样，其燃烧反应临界温度随球磨时间的延长而下降，当球磨超过16h时，从未球磨时的700～1000℃下降并稳定在560℃左右，反应形式转化为瞬间、剧烈、充分的方式，并在X射线衍射物相分析（XRD）检测出燃烧反应伴随反应生成球磨过程没有产生Al2O3-TiB2硬质相，这种新生弥散Al-TiO2-B2O3硬质相在熔融Al液中分布。