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第12卷第3期铜仁学院学报

2010年5月JournalofTongrenUniversity

自蔓延高温合成技术的研究现状与应用展望

宋谋胜，冉茂武，孔圆圆，晏登扬

（铜仁学院物理与电子科学系，贵州铜仁554300）

摘要：对自蔓延高温合成技术的基本概念、研究进展及其应用状况进行了介绍，分析了其燃烧过程的热

力学和动力学条件，展望了自蔓延高温合成技术的发展前景。

关键词：自蔓延高温合成；燃烧理论；展望

中图分类号：TB331文献标识码：A文章编号：1673-9639(2010)03-0110-06

1．引言和复相TiC+TiB陶瓷颗粒来增强Fe基、Mg基复合材料，

2

目前，发展高效节能的材料合成技术已成为十分紧迫的经检测该类含陶瓷增强颗粒材料的力学性能有了明显改善。

任务，而自蔓延高温合成（Self-propagatinghigh-temperature通常SHS反应要自维持进行，应满足三个条件：（1）反

synthesis，SHS）技术因其独特的优势已成为材料科学与工程应体系为高放热反应，这样可利用反应释放的热量将未反应

领域较活跃的研究方向之一[1]部分进行预热，从而有利于维持燃烧波继续向前推进；（2）

。SHS技术是由德国冶金学家

Goldschmidt首先发现，后在20世纪60年代被前苏联学者反应物之一应能较早形成液相或气相而有利于反应物在燃烧

Merzhanov及其同事[2]系统研究而提出，并建立了一系列关波前沿的扩散；（3）反应体系的放热率必须大于热量的散失

于SHS的热动力学理论。SHS的基本原理就是利用外部提供率，否则燃烧波将会淬熄。SHS技术是一种原位内生材料的

的能量，诱发高放热反应体系的局部发生激烈化学反应（点新型合成技术，其最突出的优点是[13]-[14]

：工艺简单，过程

燃），形成化学反应前沿（燃烧波）；此后，靠近燃烧波峰前时间短；合成产物污染少、纯度高；能耗低、设备简单且生

沿的坯料在反应体系自身放出大量热量的支持下继续不断进产效率高，能最大限度利用自身合成反应中的化学能；集材

行化学反应，表现为燃烧波以一定的传播速度蔓延至整个反料合成和烧结等多种工艺于一体。但是SHS燃烧速度太快，

应体系，最后合成所需材料（粉体或固结体）[3]反应过程与产品质量难以控制，且合成的产品不致密，孔隙

。

自问世以来，SHS技术作为一种新型的材料合成方法，率较高。因此，为了获得致密的SHS产品，常在反应体系的

尤其是高温、难熔和耐磨等粉体材料合成的新工艺，已被广燃烧中后期辅以致密化工艺，如SHS＋热压、气压、冲击波

泛地用来合成硼化物、碳化物、硅化物、氮化物、碳氮化物、压实等。

氧化物、硫化物功能梯度材料、金属间化合物以及陶瓷、金

属基复合材料等500多种具有特殊用途的稀有化合物[4]-[5]2．SHS技术的研究进展

。

如Kunrath[6]、Xia[7]等将A