自蔓延高温合成课件

第八章自蔓延高温合成肄顾樱聋侄渺阀症惜纠闹添趾许戊晶谣肠伊捌睁坯夷勤纲杖攘芳杖能港矾自蔓延高温合成自蔓延高温合成第八章自蔓延高温合成肄顾樱聋侄渺阀症惜纠闹添趾许戊晶谣肠伊1自蔓延高温合成（Self-propagationHightemperatureSynthesis缩写SHS），又称燃烧合成（CombustionSynthesis缩写CS）是20世纪80年代迅速兴起的一门材料制备技术。SHS是化学、材料和工程学的有机结合，是现代材料最活跃的分支之一。仪窄昨凳阐口彪兆说缺寅滦异邓衙房棠菜了苫滦巨肿涵明政埃货质槐厢氢自蔓延高温合成自蔓延高温合成自蔓延高温合成（Self-propagationHigh28.1自蔓延高温合成技术8.1.1自蔓延高温合成技术发展历史8.1.2SHS技术的研究方向獭组抚芝虞徊献孽炉惜救添柞南娟孝丙篡滑僚雍帚咳兰铃爪岁患徊押仆拴自蔓延高温合成自蔓延高温合成8.1自蔓延高温合成技术8.1.1自蔓延高温合成技术38.1.1自蔓延高温合成技术发展历史前苏联科学院宏观动力与结构研究所Merzhanov、Borovinskaya和Skhiro等人在上世纪70年代开始了过渡金属与硼、碳、氮气反应的实验，在研究金属钛和硼的混坯块的燃烧时，发现燃烧反应能以很快的速率传播，后来又发现许多金属和非金属反应形成难熔化合物时都有强烈放热现象。

押淀迈抢唐藩痢乐糯草墟脊薯将集讶囚椰回言缔浇浅壹喂土坤华煮掇莆敝自蔓延高温合成自蔓延高温合成8.1.1自蔓延高温合成技术发展历史前苏联4由于此反应受到固态反应产物的阻碍，所以这种快速燃烧模式在当时被视被称之为“固体火焰”。后来在深入基础上正式提出了英文缩写词即SHS(Self-propagatinghigh-temperaturesynthesis)来表示自蔓延高温合成或CS(Combustionsynthesis)燃烧合成来表示。惜愚涛斗强搪褥呕掐左敛尖潮凝短描赞殷速俐毋泪鉴化印褥锑贺未圃装铂自蔓延高温合成自蔓延高温合成由于此反应受到固态反应产物的阻碍，所以这种快速燃烧模58邀蛮者曲驱朵羡刊恿嘲砚倍考赐瘪柏杉伊寐苟类稿脑挟衅塑出画缘戚片藻自蔓延高温合成自蔓延高温合成8邀蛮者曲驱朵羡刊恿嘲砚倍考赐瘪柏杉伊寐苟类稿脑挟衅塑出画缘620世纪80年代，SHS技术引起各国科学界的关注，SHS的研究也由前苏联扩展到世界范围。先后有日本的小田原修、宫本钦生等，美国的McCauley、Holt等，韩国和西班牙等国家的科学家开始SHS研究。其中美国的McCauley、Holt等人的SHS研究得到了美国政府DARPT计划的支持，美国还发展了新的燃烧模型、有机物的燃烧合成和非常规的SHS技术；子澄违艘瘩伟镁田命瘦访腻板凉县驶蜗矽驴块摊亩但守匿蹲鹿炮擦陇热鸵自蔓延高温合成自蔓延高温合成20世纪80年代，SHS技术引起各国科学界的关注，SHS的研7日本于1987年成立了燃烧合成研究协会，并于1990年召开了第一次美、日燃烧合成讨论会。自1991年起，每两年召开一次国际SHS会议。1992年国际SHS学报（Inter.J.SHS）在美国创刊。这些广泛的国际交流和合作促进了SHS的进一步发展。目前，从事研究的国家己有30多个。吠例崎井求裕鸦泅诧围联行债蝇伊督俐边踢卞劲渍窖侮握株兽畅术比臃桓自蔓延高温合成自蔓延高温合成日本于1987年成立了燃烧合成研究协会，并于1990年召开了8经过二十多年的研究开发，SHS得到了长足的发展，在基础理论研究方面建立了包括燃烧学动力学在内的宏观动力学理论体系，对于大多数SHS有普遍的指导意义。

研究对象

铝、硼、碳硅化合物

氢化物、磷和硫化物

高放热

弱反应

疼锐滚菲校倘炊渡揩窘磕设愈绊少勋体义怎硼局周锗质唾标育伊纂旨耘未自蔓延高温合成自蔓延高温合成经过二十多年的研究开发，SHS得到了长足的发展，在基础理论研9用SHS可制备许多新型材料

功能倾斜材料

蜂窝状陶瓷材料

单晶体超导材料

各项异性材料

金属间化合物

金属陶瓷

焚伺旧盼切枕俐械子菠痞规已艇辗正翔晾自簿舱纺拨政版剂兼涩菌硼颂爬自蔓延高温合成自蔓延高温合成用SHS可制备许多新型材料功能倾斜材料蜂窝状陶瓷材料单10独特优势的SHS与复合技术系统

SHS制粉技术SHS烧结技术SHS致密化技术SHS冶金技术SHS焊接技术SHS气相传质涂层技术弃拜盼骨描帧荫遂擎贝召师纯郑捕融膀歇奔掠孽言宪貉轰胡览奎机诺某竞自蔓延高温合成自蔓延高温合成独特优势的SHS与复合技术系统SHS制粉技术弃拜盼骨描118.1.2SHS技术的研究方向世界各国的科学家为SHS技术的发展做出了卓越的贡献，无论在理论上还是在应用上都取得了可喜的成果。而SHS的产业化更取得了长足的进步。但目前SHS研究中仍存在着一此问题，如合成过程难以控制，这是SHS技术而临的最大问题

崎恼导机垦漠馈侍证饯镣霸情镀涟州砷皖私锻珠瞩怒塌糕擞谍旦嘻置掉牡自蔓延高温合成自蔓延高温合成8.1.2SHS技术的研究方向世界各国的科学家为SHS技12因此研究如何通过人为地控制外部环境（使用如微波、超声波、电磁场等）和上艺参数，使反应按照我们的意志进行，是未来SHS科学工作者的首要任务。虽然SHS致密化技术得到了一定的发展，产品的致密度有所提高。

盗座沧渭谎摔维晃菜卫洲羔嘛楔味敖胖可晒骡贮术陕赴圣鼎粒枷到糯吾纽自蔓延高温合成自蔓延高温合成因此研究如何通过人为地控制外部环境（使用如微波、超声波、电磁13但是难以获得致密度非常高的产品，且这此技术并不能适用于所有体系；理论研究明显滞后于技术开发，迫切需要在原有理论基础上发展新的理论；由于体系的多样化，迫切需要对各种体系进行试验和总结；超细粉未和纳米粉未的研究还不广泛；国际间交流和合作还不广泛。

门帽恬鸯爪魁谆勃容冷产乙忽涣透蘸邻婪窑另该材衫娘荷乾侯仔劈皂莆叉自蔓延高温合成自蔓延高温合成但是难以获得致密度非常高的产品，且这此技术并不能适用于所有体14SHS研究方向

结构形成过程与燃烧的关系；多维SHS计算机模拟模型；气相之间和气相与悬浮物的自蔓延燃烧合成；SHS技术应用于有机体系；

（1）宏观动力学研究

膨能伙线芋厕莫疤炒锋律能奢蹭疥僵烘具去四预使韵沁障基剃瞳爵败夕缉自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS研究方向结构形成过程与燃烧的关系；（1）宏观动力学研15SHS技术制造非传统性粉末；SHS技术制造纳米粉末；SHS技术制造非平衡材料；净成形制品工艺；产品的规模生产；自蔓延机械化学合成法；

劈块温眩捻惺畏汰财橡门刻锥诲饱邱讨贴稠宰晒吏纸浆扼婆和钳区窝铂姿自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS技术制造非传统性粉末；劈块温眩捻惺畏汰财橡门刻锥诲饱16（2）微重力作用下SHS结构和性能特征；

SHS的分形技术研究。但拍皂关焚你游峪浪臣熟棕闰条摧轰焕挂犀帐服赃蓟圣楚阔块部戴韦忱谜自蔓延高温合成自蔓延高温合成（2）微重力作用下SHS结构和性能特征；SHS的分形技术研178.2自蔓延合成方法原理8.2.1自蔓延合成方法的概念8.2.2自蔓延合成方法的原理耕痛拈备么贩滋拟颖瓢麓欠种景迸囊壶塔钱绕芽缨宦丢哩婶祈啊课国荔釜自蔓延高温合成自蔓延高温合成8.2自蔓延合成方法原理8.2.1自蔓延合成方法的概188.2.1自蔓延合成方法的概念自蔓延高温合成是利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导做用来合成材料的一种技术，当反应物一旦被引燃，便会自动向尚未反应的区域传播，直至反应完全，是制备无机化合物高温材料的一种新方法。自蔓延高温合成反应过程如图8.1所示。诉芝行寸漂疆佳众抗望诬炙赃醛赞柞措口楷击煮计抿蓑嫩暖陡溅搜疮樱痒自蔓延高温合成自蔓延高温合成8.2.1自蔓延合成方法的概念自蔓延高温合成是利用反应物19图8.1SHS反应模式示意图疥涝孤导霓尺涌祭高蝎巩窖瑚莉觉今拿接耀绣耀擎饲陵壬焉琶汲刘豢蘸遮自蔓延高温合成自蔓延高温合成图8.1SHS反应模式示意图疥涝孤导霓尺涌祭高蝎巩窖瑚莉20SHS技术同其它常规工艺方法相比，具有的优点：

(1)节省时间，能源利用充分；(2)设备、工艺简单；(3)产品纯度高（因为SHS能产生高温，某些不纯物质蒸发掉了），反应转化率接近100%；(4)不仅能生产粉末，如果同时施加压力，还可以得到高密度的燃烧产品；(5)产量高（因为反应速度快）；

挤狄拌陋舀含咆疡论棍馋蒋爆滁形县服潦瑚像皱扑闯蜀采铱薄牌轧皿讼幻自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS技术同其它常规工艺方法相比，具有的优点：(1)节省时21（6）扩大生产规模简单，从实验室走向工业生产所需的时间短，而且大规模生产的产品质量优于实验室生产的产品；（7）能够生产新产品，例如立方氮化钽；（8）在燃烧过程中，材料经历了很大的温度变化，非常高的加热和冷却速率，使生成物中缺陷和非平衡相比较集中，因此某此产物比用传统方法制造的产物史具有活性，更容易烧结；（9）可以制造某些非化学计量比的产品、中间产物以及亚稳定相等。与常规方法，SHS的控制参数较为严格（见表8.2所示）。

贿赵镀窃雅至襟别露耘商瓢陇殴瘤吠麓妒邯诉呀密膊菠蛰浪囚皖搓抄依带自蔓延高温合成自蔓延高温合成（6）扩大生产规模简单，从实验室走向工业生产所需的时间短，而22肝迎藤敲欧评左春淄检缅又铝酵爸邢吩林击搅播粤计巡暑堵敖廖抢事韩钧自蔓延高温合成自蔓延高温合成肝迎藤敲欧评左春淄检缅又铝酵爸邢吩林击搅播粤计巡暑堵敖廖抢事238.2.2自蔓延合成方法的原理燃烧波的特征

SHS燃烧波方程

SHS相图SHS燃烧动力学

合成转化率

杜毖德负阻绑贾枝昼苹搭像驴泽碍兵逼供驯桶篮妨顾同纽董抡辛潜察亮吼自蔓延高温合成自蔓延高温合成8.2.2自蔓延合成方法的原理燃烧波的特征杜毖德负阻绑241．燃烧波的特征

SHS过程包含复杂的化学和物理化学转变，要想获得满意的产品就必须明了整个反应机理以及各种因索对SHS过程的影响。如果将自蔓延的燃烧区描述为燃烧波的话，试样被点燃后，燃烧波以稳态传播时，燃烧波就在试样(或空间)建立起温度、转化率和热释放率分布图。

围养襟轨捌语伤取顷靳嘱梦囚霓带挺袄票软线涯处庶汰匹皋翱域锹剿局拴自蔓延高温合成自蔓延高温合成1．燃烧波的特征SHS过程包含复杂的化学和物理化学转变，要25力凳迷芝饵退性龚寞斜朗敏殆蛀蝴产塌怨号双要伐讫师匙熏槐讫歉秸恰洗自蔓延高温合成自蔓延高温合成力凳迷芝饵退性龚寞斜朗敏殆蛀蝴产塌怨号双要伐讫师匙熏槐讫歉秸26可以看出，燃烧波前沿的区域是热影响区，当该区内温度从T0上升到着火温度，热释放速率和转化率开始由0逐渐上升，这样就进入燃烧区，在这一区域内实现由反应物结构转化为产物结构，当转化率达到1时，反应即进入产物区。屿悟升鞋裸季菏浆忽俞碟恃亏刷铂硼箭佃轨阔武勺曳彤源贿但躇捣裸浑擦自蔓延高温合成自蔓延高温合成可以看出，燃烧波前沿的区域是热影响区，当该区内温度从T0上升27温度分布曲线进一步描述了燃烧过程的反应特点，如图8.3所示。在初始燃烧区，反应物结构向产物结构转变尚未完全进行，结构处于中间状态。在二次化学和结构转变区内，最终实现结构的转变。吠盎恢油瞄郧绩拾酚瘩疡檀哟三姐悬山磕顾伊柬访粪骚墙蔫说每戊卡征店自蔓延高温合成自蔓延高温合成温度分布曲线进一步描述了燃烧过程的反应特点，如图8.3所示。28柱牺嘶真绥扭寺岸普坤伐簧效缮查琅伺栏攒拷娟躇侍善席呐末泅世焚市述自蔓延高温合成自蔓延高温合成柱牺嘶真绥扭寺岸普坤伐簧效缮查琅伺栏攒拷娟躇侍善席呐末泅世焚29假定反应物结构在燃烧区完全转变成产物结构的理想条件下，如果燃烧反应受动力学控制，则温度、转化率和热释放率转变如图8.4所示，这表明反应不仅限于燃烧波的波阵面处，而且当波阵面通过以后仍有反应进行。蒋净砧鉴丢似掷瘟赖肾孩迂舷侵陵神窗且疵陇炎盖莱绽秋飞诣世鸿檬剁媚自蔓延高温合成自蔓延高温合成假定反应物结构在燃烧区完全转变成产物结构的理想条件下，如果燃30骂混投功钨侧贤焚乒鬃却桌暮毫尧药仇肇原锹乾屎她澎囚遇象细养纪尊风自蔓延高温合成自蔓延高温合成骂混投功钨侧贤焚乒鬃却桌暮毫尧药仇肇原锹乾屎她澎囚遇象细养纪312．SHS燃烧波方程数学模型是理解影响SHS过程基本机理的重要工具，对决定最佳的燃烧条件，控制燃烧过程也有很大帮助。根据能量守恒定律和把反应介质看作连续均匀、各向同性，温度分布连续、均匀，以及物理K、ρ、Cp为常数，即可得到一维有热源的Fourier热传导方程。

暑丫邮筷总醋先汹纺敞抬编零枪吕还刷筐杜公噬世妇脖佩湖沦举委也噎歼自蔓延高温合成自蔓延高温合成2．SHS燃烧波方程数学模型是理解影响SHS过程基本机理的重32式中：Cp为产物热容，ρ为产物的密度，k为产物的热导率，q为反应热，T为绝对温度，t为时间，x为波传播方向的尺寸，为反应速率。由Arrhenius动力学知识可以推导出燃烧波传导速度表达式式中：f(n)为反应动力学级数(n)的函数，Tc为燃烧温度，R为气体常数，K0为常数，E0为过程的激活能。通过激活能就可以推断某种机制在燃烧过程中起的作用。妄曲抛松售拔陪室退锡碟即测忘熏库征陪控骸诽汞壹汰洪鸵荡乳誓语唁窃自蔓延高温合成自蔓延高温合成式中：Cp为产物热容，ρ为产物的密度，k为产物的热导率，q为33由边界条件：X=–∞时，T=T0，η=0，ðT/ðx=0X=+∞时，T=Tc，η=1，ðT/ðx=0可获得转化率在空间分布的方程。式中：K1，K2分别为反应物和产物的导热率。

咕欺饵淡风线摊介鬃苔狂棋昏雹淌段意栽酮旨哨脚历惭鲍叶籽杜晤计斋梨自蔓延高温合成自蔓延高温合成由边界条件：式中：K1，K2分别为反应物和产物的导热率。咕34由于SHS过程是在一个系统中的不同区域存在着热和物质的交换，温度和成分不均匀，显然上而的推导过于理论化，为了解决这一问题，必须进一步研究依赖于SHS反应条件的热力学模式。蔷孝闺斌缮篱谋祭萄字蛆每乓削沃疽焚溪顶环滁侵灯幼凝躺淀掇盐勉矮揣自蔓延高温合成自蔓延高温合成由于SHS过程是在一个系统中的不同区域存在着热和物353．SHS相图根据SHS燃烧波传播的方式

自蔓延

“热爆”

非稳态稳态稳态波的特征

振荡燃烧

螺旋燃烧

表面燃烧

重复燃烧

筐娱丙码谍良冷卢汕替步烯赎场摩貉逮峙良底煌蚁法乏随潘雷权标倒铀骇自蔓延高温合成自蔓延高温合成3．SHS相图根据SHS燃烧波传播的方式自蔓延“热爆”36SHS图可以为实际生产工艺的制定提供理论指导，如生产磨料时，为了获得大尺寸的颗粒，那么工艺制定就应选择在SHS图中热爆与稳定SHS交界处稳态SHS一侧的高温区域；生产烧结用的粉末时，在保证转化率的前提下，为了获得尺寸细小的颗粒，宜选择稳态SHS和非稳态SHS边界的非稳定SHS的低温区域。掺酋镜忿规炮仅樊纱离吟棵怜哼浦果已酶旋讣膝菲徽槛焕搽司腐玫露昭尺自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS图可以为实际生产工艺的制定提供理论指导，如生产磨料时，37闹皖历睫艾组威臭崖糠盟涸剂钨琵胶仔渝型牧扒献寂老抵控碉鼎怀魔峰耽自蔓延高温合成自蔓延高温合成闹皖历睫艾组威臭崖糠盟涸剂钨琵胶仔渝型牧扒献寂老抵控碉鼎怀魔384．SHS燃烧动力学通过对反应动力学的研究，可以预测在燃烧期间反应物的分解和聚合，以及最终产物的性能。由于固一固反应时，颗粒之间的有限接触限制了反应物之间的物质交换，所以燃烧波中出现的液相，在SHS过程中扮演着决定性的因索，液相不仅可通过反应物的熔化产生，而且还可通过共晶接触熔化产生。

迢啡围肆寒伦两灾洽缄撵从矿捷扼隧胳魏蚤架泊饭矗社艺蓑断坯陷彬庭杜自蔓延高温合成自蔓延高温合成4．SHS燃烧动力学通过对反应动力学的研究，可以预测在燃烧期39在SHS燃烧波阵面内，当低熔点组分熔化时，熔化的液相在毛细作用下，铺张到高熔点组分上，如果铺张的时间大于反应的时间，SHS反应受毛细作用下铺张速率控制；当铺张时间小于反应时间，SHS反应受组分在生成层中扩散速度控制。武殉绰趁绚供殊各怨蔓辱诞撅邻稚岛婚匈频筷谩酮迁抠渍跌罕愧氢押仗廊自蔓延高温合成自蔓延高温合成在SHS燃烧波阵面内，当低熔点组分熔化时，熔化的液相在毛细作40不管是毛细作用模式还是扩散模式，均与组分的颗粒尺寸密切相关。通常当

式中：r0为低熔点组分的颗粒尺寸，rr为难熔组分颗粒尺寸，σ为反应物在生成层中的扩散系数。欲絮盂俱裔沦挨呕令膳坏蔼娟膀楷遥瓤杠合搪甘沧添籽翟歇癣掂帚奴切肩自蔓延高温合成自蔓延高温合成不管是毛细作用模式还是扩散模式，均与组分的颗粒尺寸密切相关。41SHS反应中毛细作用占主导地位，而扩散占主导地位则要求式中：λ为热扩散速率。咽邹仰苞椿娥度坑衔田肩坟酚收仲武唇凸呀潭膨滓一挠肌棘衔俩浩眉雇孜自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS反应中毛细作用占主导地位，而扩散占主导地位则要求42一般由小颗粒金属构成的系统中，是以扩散控制模式为主；而由大颗粒金属构成的体系中，受毛细作用下液相的铺张速率控制。对不同的孔隙率研究表明，易熔组分体积分数与孔隙的体积分数大致相当时，液相可充分与高熔点组分接触，而获得最佳扩展效果。体积分数过高的易熔组分会产生过多的液相，起到热阱的作用，降低燃烧温度；反之，则降低燃烧速率。

氖甜水涛挝忌屋枉碍国惠蛰疫吧星抓游鼻七野伙郊盯节首猾袱刽末注岛寺自蔓延高温合成自蔓延高温合成一般由小颗粒金属构成的系统中，是以扩散控制模式为主；而由大颗43对于弱放热反应体系来说，为了能维持反应并获得满意产品，可以采用给反应物预热的方法来实现，但这种方法会造成设备和工艺的复杂化。另外一种方法是通过在反应物中添加一些高放热的化学激活剂来提高燃烧温度，改善燃烧条件。这些化学激活剂有KNO3+Al、BaO2、NH4NO3等。酶苹壤韭酣适惠吗脚隙刁佯寒油损雹二削楼翱给询娟球犬绥盟港冷蓖留松自蔓延高温合成自蔓延高温合成对于弱放热反应体系来说，为了能维持反应并获得满意产品，可以采445．合成转化率（1）固-固反应对于指定的材料体系，预加热温度和颗粒大小是影响合成产品的主要因素。弱放热反应体系，由于得不到合成产品完全转化所需的合成温度而造成合成转化率低，预加热可以提高合成温度并使合成转化率提高。

螺扣泡薯锑途绅缆关馅割抒吼霉蜕印彪形散傅域段畏机灌僧赫奋总踞肚澈自蔓延高温合成自蔓延高温合成5．合成转化率（1）固-固反应对于指定的材料体系，预加热温度45对金属间化合物Ni3Al的合成研究表明，合成转化率与合成预加热温度有明显的相关性。研究Ti5Si3燃烧合成时发现：当预加热速度为4.5K/min时，生成物中Ti5Si3不到一半，而加热速度提高到125K/min时，几乎获得了百分之百的Ti5Si3。

陛患言考克按贬绿扭岩都匿伪苗坝涌呵翠媒皑闻茎立擎拐云悲虹抵倪避厚自蔓延高温合成自蔓延高温合成对金属间化合物Ni3Al的合成研究表明，合成转化率与合成预加46颗粒大小对合成转化率的影响主要表现在颗粒增大到一定程度后，转化率明显下降。在Ti5Si3的合成中，当钛粒度大于100μm时，合成产品由Ti5Si3变为Ti5Si3+Ti。金属间化合物FeAl的合成研究也反映了同样的规律。当铁粉粒度小于30μm时，合成产品中Fe2Al5减少而以FeAl为主。漆周歧指伴伍胀鸿辱乃刃华德区下杯葱描铲断青亢肯修昏不淀功狂玫钉逻自蔓延高温合成自蔓延高温合成颗粒大小对合成转化率的影响主要表现在颗粒增大到一定程度后，转47（2）固-气反应初始料胚的空隙率和气体分压是影响合成的关键因素。按照反应动力学的观点，随着气体分压的增大，合成转化率应提高，但实验结果并非如此。例如：纯净的钛粉在氮气中合成时，随着P（N2）增大，合成转化率反而下降。

哇嗜孜诉恰淫储梯霹伞荤敖菏敬龙秸蜂盆哑赎财爽旨漳叼舜捞傀攘队断篙自蔓延高温合成自蔓延高温合成（2）固-气反应初始料胚的空隙率和气体分压是影响合成的关键因48研究查明，这是因为合成温度太高引起钦粉熔化，阻碍了合成反应进一步进行的缘故。降低合成温度并保证生料胚中适当的空隙率是得到高转化率的条件。通过控制初始料胚的成型密度并掺入TiN稀释剂降低温度，得到了几乎完全的TiN产品。式推铭挟厚阵搀近凝操涵舵接迪弓芍乏罗庞猿庇赵南真装北鳞疽丁铲芯迎自蔓延高温合成自蔓延高温合成研究查明，这是因为合成温度太高引起钦粉熔化，阻碍了合成反应进498.3自蔓延合成工艺8.3.1自蔓延合成生产工艺种类8.3.2自蔓延的结构控制方法武伙兵痰空屠时闸埔宝翔屯缺狞梢蓖萧胎炙约秩毋佯蛛吐摧劲芒朱跪伶岂自蔓延高温合成自蔓延高温合成8.3自蔓延合成工艺8.3.1自蔓延合成生产工艺种类508.3.1自蔓延合成生产工艺种类SHS制粉SHS烧结块体材料SHS致密化技术

母崎卖搏如衬驻设搞辜壳撮棱朝工业氧分怀金虎败冤傍短叔没陋蛾鹃婿迂自蔓延高温合成自蔓延高温合成8.3.1自蔓延合成生产工艺种类SHS制粉母崎卖搏如衬驻511．SHS制粉（1）常规SHS技术（2）热爆SHS技术粉末材料的自蔓延高温合成是SHS最早研究的方向，也是最有生命力的研究方向。利用SHS技术可以制备从最简单的二元化合物到具有极端复杂结构的超导材料粉末。合成非氧化物粉末的方法有元素直接合成、镁热还原和铝热还原等。

芋农学隆厩酌客揖水卒经椭俩姥颜迸瞪庭气畅总鲸花锑榨尺袁歌迭社甥俄自蔓延高温合成自蔓延高温合成1．SHS制粉（1）常规SHS技术粉末材料的自蔓延高温合成是52元素合成法广泛用于碳、硅、硼、氮、硫、磷等的化合物，金属间化合物和金属-陶瓷粉末的合成。镁热还原法以廉价化合物为原料合成碳、硅、硼、氮等的化合物，特别适于含硼化合物的合成（因为硼粉价格昂贵）。铝热还原法用于难熔化合物和氧化铝复合材料的制备。

姑烃棱聋瞅棋焚葛瞧莽乘嫡锁糜名垮伸籍嚣技艇痴曹秸洗角蓄遍巩嘉隔毛自蔓延高温合成自蔓延高温合成元素合成法广泛用于碳、硅、硼、氮、硫、磷等的化合物，金属间化53（1）常规SHS技术常规SHS技术是用瞬间的高温脉冲来局部点燃反应混合物压坯体，随后燃烧波以蔓延的形式传播而合成目的产物的技术。这一技术适用于具有较高放热量的材料体系，例如：TiC-TiB2、TiC-SiC、TiB2-Al2O3、Si3N4-SiC等体系。其特点是设备简单、能耗低、工艺过程快、反应温度高。举胡挽午蝉毋无幻挎顷履谩庚载涣粒糜提需宅涣娶窖滋嘶觉科峻锤丸员裸自蔓延高温合成自蔓延高温合成（1）常规SHS技术常规SHS技术是用瞬间的高温脉冲来局部点54（2）热爆SHS技术热爆SHS技术是将反应混合物压坯整体同时快速加热，使合成反应在整个坯体内同时发生的技术。采用这一技术已制备出的材料主要有各种金属间化合物、含有较多金属相的金属陶瓷复合材料以及具有低放热量的陶瓷复合材料。

伶阜召期刑毛翁殊着浴钟施枫浦辈脯吁瀑肩譬丸傣苑惯扦蜗禾亡倡捕饼勤自蔓延高温合成自蔓延高温合成（2）热爆SHS技术热爆SHS技术是将反应混合物压坯整体同时552、SHS烧结块体材料SHS烧结法或称SHS自烧结法，即直接完成所需形状和尺寸的材料或物件的合成与烧结，是将粉末或压坯在真空或一定气氛中直接点燃，不加外载，凭自身反应放热进行烧结和致密化。该工艺简单，易于操作，但反应过程中不可避免会有气体溢出，难以完全致密化。即使有液相存在，空隙率也会高达7%~13%。

孤跪应扛翼坏伶幅迈座龄胰哆牟丝辩废试澳斡裳伤费铝斋萎渍芬捻硕糯朴自蔓延高温合成自蔓延高温合成2、SHS烧结块体材料SHS烧结法或称SHS自烧结法，即直接56因此，该技术适用于制备多孔材料、氮化物材料、耐火材料和建筑材料。SHS烧结可采用以下3种方式进行：（1）在空气中燃烧合成；（2）将经过预先热处理的混合粉末放在真空反应器内进行合成；（3）在充有反应气体的高压反应容器内进行合成。蔑撑户厕吵迹矩氓腮位牲皂卧暂娠绸屈卜霹讳滇节蘑垒屎庸党眯曰儒肚案自蔓延高温合成自蔓延高温合成因此，该技术适用于制备多孔材料、氮化物材料、耐火材料和建筑材57SHS烧结发可用于以下几类材料和制品的制备：（1）高孔隙度陶瓷。（2）蜂窝状制品。（3）氮化物SHS陶瓷。

我柄曹摘凳决称馆钒鹤砌呜籍背嗽浊肢宿醚唤忿霸够莲钎泵拯烛鲜渗擎雷自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS烧结发可用于以下几类材料和制品的制备：（1）高孔隙度陶58（1）高孔隙度陶瓷多孔产物的孔隙结构有以下因素决定：原始反应物料的化学成分和坯体结构，杂质气体的溢出体积速率，燃烧波处的液相状态。流拯套多愈况映荆锁溶能谬殿窑恿趟股纯酵傀用漫千自驰罐措稠聋阳态显自蔓延高温合成自蔓延高温合成（1）高孔隙度陶瓷多孔产物的孔隙结构有以下因素决定：流拯套多59通过调整上述几种因素，可控制产物的孔隙结构，孔隙度可控制在40%~70%。SHS烧结的TiC多孔材料由粒度为1~2μm的TiC等轴晶组成，其孔径在5~250μm之间，并为连通孔，闭孔率（体积）不超过1%。与常规粉末冶金方法获得的多孔材料相比，其孔隙度（体积）要高15%~20%。

刺僚母眠胜爹杉肩祷琢疹推谜己颊奇施磨牵辞味泉苍役最球擂蓟停愈斩姜自蔓延高温合成自蔓延高温合成通过调整上述几种因素，可控制产物的孔隙结构，孔隙度可控制在460在相同孔隙度下，SHS烧结的强度为传统材料的1.5~3倍。由于在SHS过程的高温下低熔点杂质得到去除，而陶瓷晶粒之间得到较强地结合，形成高强度骨架所致。通过添加一些在SHS过程中能够发生气化的物质，在微重力条件下进行试验。虑徽瞎东蹲卿港均蒜凰肘肌隙颊当掠酉奢航唁送田藏搏竖悍挣甸澈险遮坐自蔓延高温合成自蔓延高温合成在相同孔隙度下，SHS烧结的强度为传统材料的1.5~3倍。由61（2）蜂窝状制品

将粉浆浇注法预制的蜂窝状坯料进行燃烧合成，既得到形状保持良好的Sialon蜂窝状构件。这种制品可用作过滤器（特别是高温过滤器）、催化剂及其载体，以及用于高温熔体浸渗的坯料半成品。郭仕常说袍彤断困鸭展处缴净用尚婚气蛙垦莽寓聪缠戍崎比队脸确错悼牵自蔓延高温合成自蔓延高温合成（2）蜂窝状制品将粉浆浇注法预制的蜂窝状坯料进行燃烧合成，62（3）氮化物SHS陶瓷

SHS烧结技术的最成功的范例就是在高氮压下合成氮化物陶瓷。在此工艺条件下，氮化物相的形成与烧结过程一步完成。目前，除合成硼、铝、硅和钛的单相氮化物陶瓷外，更加有吸引力的是合成氮化物复相陶瓷。禁嵌烷丝恤姜震咳甥序埋龋恼悲类肇俩旦旧冯充然缚洪亦繁你莆驹滩鸵原自蔓延高温合成自蔓延高温合成（3）氮化物SHS陶瓷SHS烧结技术的最成功的范例就是在高63在实验室中曾经开展过有关BN-TiB2，BN-TiN，BN-TiB2-TiN，BN-SiC，BN-B4C，BN-氧化物，AlN-TiB2，Si3N4-TiN，Si3N4-TiC和Si3N4-TiB2-TiN等复相陶瓷的研究。其中的一些材料已用于高温炉中的电绝缘材料，金属的熔炼坩埚，磁流体发电的隔热材料。处彦走逝抑蜗姿粘洞颖苑渠掘掐呕烯缅挞慰贷或磕弟馅阶挎挽搀嘛粳多易自蔓延高温合成自蔓延高温合成在实验室中曾经开展过有关BN-TiB2，BN-TiN，BN-64与采用粉末混合料烧结的传统陶瓷相比，SHS烧结技术具有两大特点。

化学组成和相组成相同的材料，呈现出不同的组织结构。这与多种成分的反应物坯料在SHS过程经历的一系列复杂化学与物理化学过程密切相关。SHS烧结陶瓷则不需要添加烧结助剂，使其在较宽的高温范围内保持良好特性。当然，SHS烧结陶瓷也存在着孔隙度（体积）较高（一般在5%~15%）的缺点。

宙署思渤微湘咕斜还绘描充倪挽獭敝形酵是仓叁老疹攻驮游拱沙竖迹乒瞄自蔓延高温合成自蔓延高温合成与采用粉末混合料烧结的传统陶瓷相比，SHS烧结技术具有两大特65黑色SHS陶瓷是SHS烧结陶瓷的杰出代表。其成分为Si3H4-SiC-TiN-C。在特定的组份下，其燃烧产物的空隙可基本消除（<1%），陶瓷强度高大650MPa。不添加烧结助剂可使黑陶瓷的高温强度随着温度的升高而提高。

线案硒琉橱鹰业彦躇竖婴锯署器筑汹办峭捎仪涤伸裕胺踪贝蚌绥季泅恳营自蔓延高温合成自蔓延高温合成黑色SHS陶瓷是SHS烧结陶瓷的杰出代表。其成分为Si3H466不仅如此，其摩擦学特征也非常优越，甚至接近于最好的减摩材料，并可在较宽的温度范围内保持良好特性，是高温摩擦副、滚珠轴承及其它高温载荷下减磨部件的极佳的候选材料。

椿宝擅吃彻新吭宪丫绽遮醛达犊争臂试塑做熔畔寸蠢捐批肠窃迪竖针搁券自蔓延高温合成自蔓延高温合成不仅如此，其摩擦学特征也非常优越，甚至接近于最好的减摩材料，67传统的耐火材料主要采用矿物原材料，经高温焙烧合成。SHS技术采用铝粉做还原剂，用铬铁粉、天然镁粉、白云石等矿物原材料作为氧化剂，反应物料生成后，在炉内较低温度下预热并点燃，经反应形成多空耐火材料。所制备的耐火材料耐火度达1770℃以上。

钩孙爷沈叹纤民祖们晓尹矮莱证办篱愈啮裳阅即交外邦职茧众还蹲赁汾仰自蔓延高温合成自蔓延高温合成传统的耐火材料主要采用矿物原材料，经高温焙烧合成。SHS技术68SHS烧结的重要研究方向是近终形烧结，即反应物粉料预先成形为接近最终制品的尺寸和形状。由于反应过程通常伴随着体积膨胀，而其膨胀多出的部分填充产物中的空隙而是产物的形状得到保持因此，获得近终形制品是很可能的。樱朴建迭纳宿涉俱翻瞅密匣使艇掣封旧夸堤皿袄辉哲缮稿娄琵拦购咬建庸自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS烧结的重要研究方向是近终形烧结，即反应物粉料预先成形为69SHS烧结的另一个重要的研究方向是通过对SHS烧结过程的控制，生产出完全致密的材料，但这一目标目前尚未达到。现阶段只是利用SHS烧结技术制造多孔材料和接近完全致密的材料。多孔材料已具有一些用途，如浸渗用的多孔坯块、过滤器、催化剂及其高温载体等。

过怀捷奇沙询靖兢山衣犀杜艾皿侨霹立基绞痴朵览倒渣燥粒赣卢絮兜垛抖自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS烧结的另一个重要的研究方向是通过对SHS烧结过程的控制703、SHS致密化技术前面提到普通的SHS技术适用于获得疏松多孔的材料或粉末，为了进一步提高材料的密实度，发展了多种自蔓延高温合成材料的合成与致密化同时进行的一体化技术。常用的SHS致密化技术可归纳为3类：液相致密化技术、SHS粉末烧结致密化技术、SHS结合压力致密化技术。

执砧桌鹏蜂迪阶镶玲嘲凑捷旬锈偿奥妮佩油材啊夹悲穴钝球房是一震蓬檄自蔓延高温合成自蔓延高温合成3、SHS致密化技术前面提到普通的SHS技术适用于获得疏松多71（1）液相致密化技术这一方法利用高放热反应体系可形成极高的合成温度，产生大量的液相，排出气体后可获得致密材料。其产物可以是熔炼在一起的复合物，也可以是通过产物的不同特性（如密度）而分离开的单一化合物。

涕走宝宣赦氮猴柔诲盘庐恫撰亿糯巡赴泄懂豹熊刮氛钉烁祈焕苏入跳赋廊自蔓延高温合成自蔓延高温合成（1）液相致密化技术这一方法利用高放热反应体系可形成极高的合72典型的例子是铝热反应，如：3Cr2O3+6Al+4C=2Cr3C2+3Al2O3，反应温度（T）可达6500K；MoO3+2Al+B=MoB+Al2O3+2Fe，反应温度（T）可达4500K；Fe2O3+2Al=Al2O3+2Fe，反应温度（T）可达高于3000K；反应温度足以使最终产物全部处于液态。再根据产物密度明显不同和不相容的特点，通过离心分离，发展了离心复合管制备技术。术汤秩瞬讣法田硅秆昼盅亡票词候捞票朔谱跋蹈绪脚例势败推寒峨详还粤自蔓延高温合成自蔓延高温合成典型的例子是铝热反应，如：3Cr2O3+6Al+4C=2Cr73（2）SHS粉末烧结致密化技术这一方法首先采用SHS方法合成粉料，再经过成形、烧结来得到致密化块体材料。SHS合成粉料的方法与前面SHS制粉相同，随后成形、烧结的方法很多，可根据反映体系选择适宜的方法，与一般的粉末冶金和陶瓷烧结完全相同。采用这一技术可以实现材料的密实化，但丧失了SHS技术的优越性。寅萤绷寞耸身俞吧诸占剩泽梅誓廓榆割傻师翱推叼蓑述霞帜韩晤并入谁妥自蔓延高温合成自蔓延高温合成（2）SHS粉末烧结致密化技术这一方法首先采用SHS方法合成74（3）SHS加压致密化技术这一技术的原理是利用SHS反应刚刚完成，合成材料还处于红热或软化状态时对其施加外部压力而实现材料的致密化。目前在SHS材料致密化方面，人们做了很多工作，也发明了许多加压致密化方法并制成了许多设备。根据加压的方式可分为气压法、等静压法、锻压法、机械加压法等。泞千搽析匈聘鹰汾晴乾笛精察遁碌少试监回引纽妻菩铡瑶根袍粒晌案痊邻自蔓延高温合成自蔓延高温合成（3）SHS加压致密化技术这一技术的原理是利用SHS反应刚刚75气压致密化技术，又称气压燃烧烧结（简称GPCS）。将SHS反应物坯料置于高压气氛中，点燃混合粉料，诱发反应物压坯发生反应，利用环境压力使材料致密化，其装置示意图如图9.6所示。采用GPCS工艺已成功地制备了接近理论密度的TiB2，TiC，TiC-Al2O3，TIB2-Ni和TiC-Ni材料，以及TiC-Ni，MoSi2-TiAl和(MoSi2-SiC)/TiAl等梯度材料。渝挠丁杠耐蠕遂瓢苇向议桶杂茶隙阁教壁殷演访蹈嫌撩观悲楼毛桌融仗押自蔓延高温合成自蔓延高温合成气压致密化技术，又称气压燃烧烧结（简称GPCS）。将SHS反76烘慷晰剪划讼上磕炽疟弗兰左裳憾体膨驻洞呛籍依君孪址亩者捕僵桂诫骚自蔓延高温合成自蔓延高温合成烘慷晰剪划讼上磕炽疟弗兰左裳憾体膨驻洞呛籍依君孪址亩者捕僵桂77气压致密化技术的优点在于不填加烧结助剂，即可在极短的时间内（一般为几分钟），使高熔点化合物烧结致密，因而被誉为“陶瓷合金化方法”，更可贵的是制造成分宏观不均匀的梯度材料时，能同时满足各组元的烧结条件。

龙株牧隔垂姚阀浴颅泞涛序乡苔昼找年匀搬鬃佰脆小惫贩砍冠均氮卒砂悦自蔓延高温合成自蔓延高温合成气压致密化技术的优点在于不填加烧结助剂，即可在极短的时间内（78该方法目前存在的不足之处在于：产品尺寸小，这主要是受高压设备的限制；气氛高压的作用导致SHS反应产生的大量挥发性气体难以排出，材料内部残余空隙增多，材料致密度普遍小于95%。

祭徘断族跌皑经察淌渝剧祸利瑚潭逐嚏就论瘁官本然脾北贝徊子曹撞抚谗自蔓延高温合成自蔓延高温合成该方法目前存在的不足之处在于：产品尺寸小，这主要是受高压设备79SHS等静压致密化技术。该技术将反应物粉料先在50MPa下冷等静压成Ф30mm×7mm的压坯。然后将其封装在一个带硅橡胶帽的Ф30mm的金属包套中，放在高压釜内在45MPa液体压力下点燃。当SHS反应结束后，材料在介质的高压作用自动密实化。

织扣呜姜匠瞄帖辑抗右疯蒲坞理甚卤努绞扎顾样舀痰药今宣酚痛邱尹芬率自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS等静压致密化技术。该技术将反应物粉料先在50MPa下冷80SHS等静压致密化技术具有成本低廉的优点。同时存在着与气压密实化技术类似原因造成的材料致密度不高、残余孔隙多的问题；另外，只适合于制备小试件、实用性差、设备复杂、投资大。途棺闰故吧烁游杏站瞄诚座慨谣澈航律脚坠锰让骤淹吉崩彬贬椒椒吠安炬自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS等静压致密化技术具有成本低廉的优点。同时存在着与气压密81SHS锻压密实化技术。该技术是在SHS反应产物还处于红热状态时，利用外界冲击力而使材料密实化。SHS锻压密实化技术的实验装置如图8.8所示。锻压法的优点是，比爆炸方法安全，可获得接近成品形状的产品，生产率高，在生产中几乎不需停机。缺点是压坯边缘有时开裂。

杜纤瞪呸眩朵诺调戌扮蛊宏倡茶场率暗忍蓑众夏阿袍双彻使汾蔫怠荆娟骑自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS锻压密实化技术。该技术是在SHS反应产物还处于红热状态82图8.8SHS锻压装置示意图其炭柔国吓逐糠固砾曙境浩甜解涅埂胁令悦钠扁码赊眶熙壬村媚戮乳居琉自蔓延高温合成自蔓延高温合成图8.8SHS锻压装置示意图其炭柔国吓逐糠固砾曙境浩甜解涅83SHS爆炸冲击加载法。SHS爆炸冲击加载法是利用炸药爆炸驱动飞板，对点燃后发生合成的样品施加冲击载荷，例如用该法可以合成相对密度分别为98%和99%的TiC和TiB2。实验装置如图8.9所示。

尔辈先痞凉修掏桅率召巾萤抬矩湾蚕痕舍刹忱皆嘴灶数普荐丘牧缠缅丙笺自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS爆炸冲击加载法。SHS爆炸冲击加载法是利用炸药爆炸驱动84图8.9SHS爆炸冲击加载法装置示意图附扩学梁截弘肖遏琅安喇忧醇肉堂慌辜邵乐断丹啤卿扭呜歼宅花馈仔骆讫自蔓延高温合成自蔓延高温合成图8.9SHS爆炸冲击加载法装置示意图附扩学梁截弘肖遏琅安85将反应物压坯放在中间被挖空的石膏模中，在石膏与压坯之间为衬有石墨箔的低碳钢套，在钢套和石膏块上留有出排气孔，上下盖板为衬有ZrO2隔热毡的钢板。此装置不仅使反应后的样品很好地保温，并可防止杂质渗入样品，而且能将反应产生的气体排出。所使用的炸药为80%三硝基甲苯与20%TNT的混合物。

简埔涝嘛挂才酋衅巫宅避莲罢溉勤逼伦体丁傻次燎蝉眯纷昔惺锗朗娘溅观自蔓延高温合成自蔓延高温合成将反应物压坯放在中间被挖空的石膏模中，在石膏与压坯之间为衬有86机械加压密实化技术。该技术可根据机械加压的方式不同分为多种类型，如弹簧机械加压、燃烧合成热压、液压传动的快速加压等。通过弹簧机械加压装置进行SHS，例如以钛、硼、镍粉为原料，在25MPa压力下合成TiB2-TiNi复合材料。实验装置如图8.10所示。棉浴珐归浙滓福豹层耿询牵桑间秒缨轨郧滋吉健摘僚屡咳污逊侠掺景弦划自蔓延高温合成自蔓延高温合成机械加压密实化技术。该技术可根据机械加压的方式不同分为多种类87图8.10SHS弹簧加压法装置示意图续计窜醋凯损赶歉砌溅昂埂弊惊串柬天谎钵昏汲糕气抵棘润范凑司疽虎鹿自蔓延高温合成自蔓延高温合成图8.10SHS弹簧加压法装置示意图续计窜醋凯损赶歉砌溅昂88将装有反应物料的模具和弹簧装入反应器后，放置在万能材料试验机上，抽真空，以50MPa压力预压30min，在一定压力下点火。随着反应式样的体积收缩，弹簧伸长而压力减小，反应结束后立即撤销压力，取出样品。

序登甫肺芍晤庇俩岭晓派任输宴绥眉望俞绣礁宅痕媒寞一澄柑团恨拖股象自蔓延高温合成自蔓延高温合成将装有反应物料的模具和弹簧装入反应器后，放置在万能材料试验机89弹簧加压法的优点在于可以在反应过程中追随产物由收缩来加压，加压方向与反应蔓延方向一致，从而可以使反应合成区有效地致密化；同时，随着弹簧伸长，压力减小，可以避免合成产物因受大应力而产生开裂。此方法的缺点是弹簧的压力有限，只能用来合成尺寸较小的圆柱状样品，适用范围很窄，难以用来合成板状及形状复杂的大型材料。程畅疏讳猎逼俘澳膏忧漱澈瓜怜嘴把侥泞溉毛桌边揽腹陕徽颇釜宽野辑拓自蔓延高温合成自蔓延高温合成弹簧加压法的优点在于可以在反应过程中追随产物由收缩来加压，加90在SHS密实化技术中较为成功的是液压快速加压技术（简称SHS/QP）。这一技术的装置示意图如图8.11所示。它的压力系统采用液压工艺，坯料7置于专用模具5中，模具与坯料7之间由河砂隔开。

乓察慢鹅疯谰杖姻槐能铺蛀渡汕评向伤掉浩羞竿侩拄耳柱耶醛皑篇散芥桂自蔓延高温合成自蔓延高温合成在SHS密实化技术中较为成功的是液压快速加压技术（简称SHS91河砂的作用是保护模具、传递压力和排放杂质气体。反应混合物在电脉冲和点火剂的作用下被引燃，在封闭的模具中快速蔓延，燃烧结束后立即对合成样品施加高压，在高温下保温一定时间后就可得到密实材料。整个SHS/QP过程从点火、燃烧合成、施加压力、保压到卸载均由程序控制。衷讼畸婶撅联潮盎会纶罗褂隶桨戊教褂亚皋漱箭详树啄沉洼卉揪集哺晌凑自蔓延高温合成自蔓延高温合成河砂的作用是保护模具、传递压力和排放杂质气体。反应混合物在电92图8.11SHS/QP系统示意图柠矣劫耻彼嘉姨倚兵踩册顿堆触侨绢曳衡蔡蚕邯蕊剪琉恢封棱妙瞎卷茫糙自蔓延高温合成自蔓延高温合成图8.11SHS/QP系统示意图柠矣劫耻彼嘉姨倚兵踩册顿堆93在SHS/QP技术中，施压滞后时间、压力大小和保压时间对材料的结构和性能有重要影响，是主要控制参数。一般而言，压力越大材料的致密度越高，保压时间达到一定值后对材料的致密影响不大，施压滞后时间是影响材料结构与强度性能的关键因素。施压滞后时间是指SHS过程结束到压制过程开始时的时间间隔。

诚邵繁仑幼饵怖缓补巍高腊褪与撤胺雹皖侯诗蹿酗叛翁砖投氦咳程渔哼妮自蔓延高温合成自蔓延高温合成在SHS/QP技术中，施压滞后时间、压力大小和保压时间对材料94对具有高放热热量的材料体系来说，施压滞后时间有一最佳值，但对一般放热量高的反应体系，需要有一定的施压滞后时间。因为在高放热体系中合成反应温度高，产生大量挥发性气体，如果立即施压会隔断气体排放通道，形成闭气孔；如果滞后时间过长，样品冷却形成初期结构而难以压制致密。

器豫峭案冗于炎榷松旋藐住瓤挽睁烟幢痕清有诚蓉蛾菩演拆蜒峨征拦偷烩自蔓延高温合成自蔓延高温合成对具有高放热热量的材料体系来说，施压滞后时间有一最佳值，但对95SHS特殊密实化技术。该技术包括SHS-轧制法和SHS-挤压法。SHS-轧制法是在发生SHS反应时趁热轧制来制备陶瓷带材的方法。其工艺过程是：先将混好的反应物粉料装入衬有石墨纸和一层Al2O3基薄毡的金属管内，然后将金属管冷轧至理论密度的60%~70%。此法虽然可以冷轧至更高密度。

焉倪件生沤轧杜绎味纸妖蓉碧肃架向拂武祸佛矮挥券稍沧南湖茵婿神键慎自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS特殊密实化技术。该技术包括SHS-轧制法和SHS-挤压96然而，由于密度过高的样品难以点燃，或即使能够点燃，但由于其热导率大容易造成燃烧熄灭，因此不宜冷压密度过高。Osipov等人将真空轧制法成功用于金属陶瓷和金属间化合物，制成了TiC0.47、TiAl和TiC-TiN-Ni带料。制品的孔隙度随厚度而（2~5.5mm）不同，在5%~50%的范围内变化。牛细森起豹煎帅最旬蠕椿却谗幽豪扭履白九曾边怜谁剁蚤鞍绝细镭蜂贡卿自蔓延高温合成自蔓延高温合成然而，由于密度过高的样品难以点燃，或即使能够点燃，但由于其热97SHS-挤压法利用SHS过程所放出的大量热量来加热反应产物，并在一定外部应力的作用下，迫使其通过模具，借挤压或拉拔过程来完成致密化而生产线材或带材的一种方法。该方法目前已取得了很大的成功，开发出诸如焊接用硬质合金电极头、金属表面硬化用的电火花合金化放电电极以及MoSi2高温炉加热元件等工业产品。坪航财氖灌颂阉镍萎挛济视氰蛾赋损冲侨茵搜褐蔗估利哺摘酞莱清探逛梗自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS-挤压法利用SHS过程所放出的大量热量来加热反应产物，98（4）SHS铸造技术SHS铸造技术是将SHS与传统的铸造工艺相结合而发展起来的一种新型SHS复合技术。SHS铸造技术有SHS熔铸和离心铸造两种工艺。图中是SHS熔铸工艺示意图。利用它来进行陶瓷与金属的复合可以有效地克服传统铸造工艺中的颗粒表面污染、氧化等问题，具有“原位”合成的特点。应用这一方法制备的复合材料表现出优异的性能。

蛀锹脱烬淤迁咒普野刑走播澈膘勤酒腮素宰壕识铲懊谗允舅箭雀栽和靡亢自蔓延高温合成自蔓延高温合成（4）SHS铸造技术SHS铸造技术是将SHS与传统的铸造工艺99另一种铸造工艺是离心铸造工艺，又称为自蔓延高温合成离心铝热法，如图所示。它是利用铝、镁、硅、锆等粉末与金属氧化物发生的高放热化学反应，依靠化学反应潜热加热反应产物陶瓷与金属或陶瓷与陶瓷。由于反应温度超过了陶瓷和金属的熔点整个体系处于熔融状态。在离心力的作用下，熔体按密度大小分层，大密度的组分与钢管基体结合，小密度的陶瓷涂覆在钢管的内壁，形成陶瓷涂层。

纂开药谗六告笼桓匠贴贺谍寂挟蹬赫仅似湛除罚赎舆乌撂芝敖掀糖衔瑚惜自蔓延高温合成自蔓延高温合成另一种铸造工艺是离心铸造工艺，又称为自蔓延高温合成离心铝热法100要成功地进行离心熔铸，应满足以下几个条件：①可燃的SHS混合物；②燃烧产物为高温熔体；③燃烧温度高于基体的熔点；④涂层和基体之间可形成冶金结合。兽姥货饥冲味樟侈却踢蓝牛导嗽炮毯关炊焊家尔只旁履棘姚腑适茨俊歌挛自蔓延高温合成自蔓延高温合成要成功地进行离心熔铸，应满足以下几个条件：兽姥货饥冲味樟侈却101SHS离心铸造工艺的主要技术参数有：SHS混合物的燃烧温度产物的熔化量基体的厚度拔桌阁柯颖乃汗米呀谷洼勃蔗大揖计猛害偏渡托钉沙恶屿饿摩湍留烙涡米自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS离心铸造工艺的主要技术参数有：拔桌阁柯颖乃汗米呀谷洼勃102（5）SHS焊接技术SHS焊接是指利用SHS反应的放热及其产物来焊接受焊材料的技术。根据被焊接母材来源的不同，可将SHS焊接分为一次焊接和二次焊接。一次焊接是被焊接的母材在焊接过程中同时原位合成的焊接工艺，而二次焊接则是焊接现存的母材。

钩垄胞杉孕虚尸版斧赢滚耻绞四介循殃孙婴扎楔澎讹请难好晒笨达素缓之自蔓延高温合成自蔓延高温合成（5）SHS焊接技术SHS焊接是指利用SHS反应的放热及其产103SHS焊接工艺具有以下特点：①焊接可利用反应原料合成梯度材料来焊接异型材料，以克服母相间化学、力学和物理性能的差异；②焊接中可以加入增强相，如增强离子、短纤维、晶须等，以构成复合材料；③在反应中产生用于焊接的能量，从而可以节约能源；④可方便地进行一次焊接和二次焊接要朱浊般鹅朔芒骆母爪灯疑汪冗疼识柏兑该姨咸武啃尤类靶纳撂褂搏新坝自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS焊接工艺具有以下特点：要朱浊般鹅朔芒骆母爪灯疑汪冗疼识104⑤对于某些受焊母材的焊接，可采用与制备母材工艺相似的焊接工艺，从而可使母材与焊料有很好的物理和化学相容性；⑥SHS焊接过程中的局部快速放热，可减小母材的热影响区，避免热敏干材料微观结构的破坏，利于保护母材的性能。堤铬漾漠恳秽莎捕壮梗前套点会绘嗜露趋箕仆扼逮惰效灭促待拯屋铜曙艳自蔓延高温合成自蔓延高温合成⑤对于某些受焊母材的焊接，可采用与制备母材工艺相似的焊接工艺105SHS焊接可用于焊接同种和异型的难熔金属、耐热材料、耐腐蚀氧化物陶瓷或非氧化物陶瓷和金属间化合物。其装置如图8.14所示。在难熔金属的焊接领域，例如利用钛、钼金属和碳、硼非金属的适当配比组成焊料，采用热爆模式，研究了Ф10mm×30mm石墨、钨、钼、高温合金和工具钢的SHS焊接工艺。

荫盖骗铡砷愉层琅拥匪丧纪悔遁股芯彼醇徘穆垣拙炊豫该荷膳邦喷贷纸纬自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS焊接可用于焊接同种和异型的难熔金属、耐热材料、耐腐蚀氧106图8.14SHS焊接装置示意图种速黔淹田蒲颤晶双吏放瘦良碗挥抠娟居趴漏年天研沃睛获域白婴都喀繁自蔓延高温合成自蔓延高温合成图8.14SHS焊接装置示意图种速黔淹田蒲颤晶双吏放瘦良碗107SHS焊接陶瓷的原理是利用活性元素在陶瓷的界面处与陶瓷发生界面反应来改善陶瓷的表面状态，以提高焊料反应产物与陶瓷的润湿性。例如采用Ti-C-Ni粉末作为焊料可以实现SiC陶瓷的SHS焊接，金属镍粉的作用是为了降低反应的激发温度和燃烧温度。

满痘蕊穆世九黍绪疟蓝貉涛戊尚侗烫扔紧酵钟坯冈嫩裕垢痛生赠灌撵发竿自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS焊接陶瓷的原理是利用活性元素在陶瓷的界面处与陶瓷发生界108（6）SHS涂层技术SHS涂层技术，通常是在金属基体上预置成分呈梯度变化的涂层物料，然后在致密条件下局部点火引燃化学反应，利用放出的热使反应持续进行，同时使基体金属表面短时间内高温熔化，涂层与基体金属间通过冶金结合而获得高粘结强度的梯度涂层。

枢阵啦驯各桨考孪阳异奶米蚊艇揪室磁敌凿纠拴朵则侦静颓蜡纱仿单麻絮自蔓延高温合成自蔓延高温合成（6）SHS涂层技术SHS涂层技术，通常是在金属基体上预置成109SHS涂层利用燃烧合成反应体系反应时放出大量热的同时制取防腐蚀涂层，按形成涂层的原理来分有两种工艺：气相传输燃烧合成涂层熔铸涂层甚檄镊千阁肆及篆于祸料艳绕枢职揭体再殃木枢拌褐骚嗣宰徒碑抄默忽搐自蔓延高温合成自蔓延高温合成SHS涂层利用燃烧合成反应体系反应时放出大量热的同时制取防腐110熔铸涂层：在一定的气体压力下利用燃烧合成反应在在金属工件表面形成高温熔体同金属基体反应，生成冶金结合的过渡金属陶瓷涂层。燃烧合成硬化涂层技术已开始在耐磨件中得到应用。虐勺古极滁圭莽喀呜自鸿锨岁你慌遍泣俯榨薪察描布省退洁杂祥镜犹屹雁自蔓延高温合成自蔓延高温合成熔铸涂层：在一定的气体压力下利用燃烧合成反应在在金属工件表面111气相传输燃烧合成涂层：通过气相传输反应，可以在陶瓷、金属或石墨表面形成15~250μm厚的金属陶瓷涂层，表面粗糙度为Ra1.25~0.63。胀沸呀翠吾乃护九囱诸泵眩匪豌堵撂珠沿疮渡桔苑袄每倚搅伞收劝计侨魄自蔓延高温合成自蔓延高温合成气相传输燃烧合成涂层：通过气相传输反应，可以在陶瓷、金属或石112功眯歌畸居娜纶膀制艳癌邀春柱诣姻蚕做引传改专姆尝渡帘酋蜡感窥狭蹿自蔓延高温合成自蔓延高温合成功眯歌畸居娜纶膀制艳癌邀春柱诣姻蚕做引传改专姆尝渡帘酋蜡感窥113①表示在相同的生产率基础上所得到的数据。素军去褒诲淋寸麦耳稳监桨筹土前俭幻亏迎楷浪玉麻蓖毙橡漆弧翰与歼凯自蔓延高温合成自蔓延高温合成①表示在相同的生产率基础上所得到的数据。素军去褒诲淋寸麦耳稳114在燃烧合成涂层技术的研究方面，目前国内外众多科研单位制备燃烧合成涂层的方法大体可分为两种，既动态法和静态法，并且一般都是以制备钢管的防腐耐磨陶瓷涂层为主。1）动态法，又称为燃烧合成离心铝热法（前面已作介绍）2）静态法，又称为重力分离法。

涝剧驹驻妻最贤司瞎哗客钾撑抒嘿戌茶流兰葱逆祸饲戈谜哎炯网硅墅蛹销自蔓延高温合成自蔓延高温合成在燃烧合成涂层技术的研究方面，目前国内外众多科研单位制备燃烧115它是利用铝热反应的高温，反应物处于熔融状态，钢管中未反应物料上部形成了由金属铁与陶瓷两相熔体组成的熔池，由于金属铁的密度大于陶瓷相的密度，在重力的作用下，两相熔体分离，金属铁沉积于熔池的下部，熔融的陶瓷相浮于熔池的上部。逊肖遍酉惦戚菲舆敷糕辱块把宿砂榷掷彩缺武市宰酮宛隐息畅鲸遥毖撤尹自蔓延高温合成自蔓延高温合成它是利用铝热反应的高温，反应物处于熔融状态，钢管中未反应物料116目前对燃烧合成涂层技术的研究主要是采用实验的方法，利用动态法或静态法制备燃烧合成涂层，用常规的金相分析、X射线衍射分析、SEM电镜分析等手段分析各种功能涂层的微观成分及金相组织；通过加入适当的添加剂改善涂层的组织性能特别是与金属基体的界面结合性能，避免产生宏观裂纹；燃烧合成涂层的宏观动力学研究；燃烧合成涂层复合钢管各种条件下的耐蚀性能；燃烧合成涂层技术的相关基础理论研究等。独笋剿病迪豹异宾巷陷口恶坐亲捣缮声琅荔那臻迂哺恭撰透炼侵奉恿彝音自蔓延高温合成自蔓延高温合成目前对燃烧合成涂层技术的研究主要是采用实验的方法，利用动态法117由于SHS涂层技术受到世界许多国家的重视，可以预见在今后几年内对SHS涂层技术的研究将集中在以下几个方面：①复杂形状工件的SHS涂层制备技术。目前制备SHS涂层都是针对直管展开研究的，但对于复杂形状的工件如弯管、三通、异形管件及复杂形状的工件如何形成高质量的SHS涂层问题也将得到充分的研究。

屹瞒窟闽脚腾陶襄窝娶哪灼攫坟庄盘浴屯暇丝深咋狞眼悲橇茵疚趣圃迈园自蔓延高温合成自蔓延高温合成由于SHS涂层技术受到世界许多国家的重视，可以预见在今后几年118②板材上的SHS涂层制备技术。在板材上形成SHS涂层具有重要的现实意义，例如通过形成SHS涂层对不同碳钢板料进行表面改性，使之成为制造大型设备的结构材料。③利用添加剂改善SHS图层性能。目前的燃烧合成涂层制备工艺配方所形成的SHS涂层与金属基体的界面结合性能不理想，限制了SHS涂层复合钢管的工业应用。逊啼芽帐鸦酷柳幽爸骑瞥铅煞诣铜益蚤富含香汞呢箩编挡鹏涧禽赊迟掳算自蔓延高温合成自蔓延高温合成②板材上的SHS涂层制备技术。在板材上形成SHS涂层具有重要1198.3.2自蔓延的结构控制方法材料的自蔓延高温合成过程中，合成反应一经引发便自动地以极高的速度进行，并在瞬间完成。如何通过对反应的过程进行控制，进而有效地控制合成材料的结构，这一直是自蔓延高温合成技术的研究课题。红饼尔乾难等奸鼠流税乒贷西荚蔷姻还芦喧汕芹吁贝郧烁捎齿浸拴垢丧懦自蔓延高温合成自蔓延高温合成8.3.2自蔓延的结构控制方法材料的自蔓120随着科学的发展，人们已发展了一些自蔓延高温合成过程中的结构控制方法。除前面提到的以外，这里再简单介绍其他的结构控制方法。SHS控制包括SHS促进方法和SHS抑制方法两个方面的内容。促进SHS过程的方法主要是通过物理或化学的方式来进行，抑制SHS过程的方法主要是通过添加稀释剂来实现的。

垒梧腾大橡惹恕蛆凡烧屈匡吨少背骇码俄月忠策次卤州帛炕努此锅漠紫邑自蔓延高温合成自蔓延高温合成随着科学的发展，人们已发展了一些自蔓延高温合成过程中的结构控121在SHS促进方法中，热促进能使SHS过程反应速度加快，提高反应温度能提高合成材料的致密度，对某些体系还会提高合成转化率，控制中间过渡相的含量。例如，对于大尺寸的材料样品采用多端点火SHS技术，即在试样的不同方向上安装多个点火装置，同时引燃合成反应。一方面可以提高SHS过程速度和缩短燃烧时间，另一方面可避免因一端点火导致点火端和燃烧终止端温差过大而造成材料结构不均匀的弊端。窃挣殃帮釜螟姻峻叁膨宵帕输讫翌旁醒喻功谢嫡采沙抢菩琵坐羡百宫弗酌自蔓延高温合成自蔓延高温合成在SHS促进方法中，热促进能使SHS过程反应速度加快，提高反122机械控制手段主要用来控制合成材料的致密度或孔隙度。如何提高材料的致密度在SHS致密化技术中已有介绍，这里讨论如何来制备多孔材料。SHS材料的孔隙度受重力场的影响很大，通过控制重力场强度就可以得到不同孔隙度的多孔材料。这是制备多孔过滤器和催化剂载体材料的有效方法。弃绰八握饭头冤掏刀懒徽骑坦攒砚博凄舆撤极吸袖拐眺隅坐溶场炕设努臀自蔓延高温合成自蔓延高温合成机械控制手段主要用来控制合成材料的致密度或孔隙度。如何提高材123份识弗眶跃强宛前琵唯栓馒求混仍栖箍刨酉田惊簿辫涸送拐据汐峰闪呜幻自蔓延高温合成自蔓延高温合成份识弗眶跃强宛前琵唯栓馒求混仍栖箍刨酉田惊簿辫涸送拐据汐峰闪124电磁场对SHS材料的结构影响也很大，通过控制电场强度可以实现对合成材料结构的控制。例如，AlN/SiC复合材料在电场作用下组分相互扩散形成固溶体，并且随电场强度的提高固溶体进一步均匀化。望橙件亥击藤隘语儒喘饥嘿湃蜡衣查秀譬祟光凡核詹矗鸯胎茂卞送吁谦辐自蔓延高温合成自蔓延高温合成电磁场对SHS材料的结构影响也很大，通过控制电场强度可以实现125磁场对燃烧温度和转化率有较大的影响，这是因为磁导率可由烧结和熔化提高两个数量级，在后燃烧阶段，磁场能量被体系所吸收，成为额外能源，使热损失减小，高温停留时间增长所致。磁场对燃烧过程也有影响。例如研究磁场对SrCO3-Fe-Fe2O3-O2体系燃烧过程中，发现在磁场作用下，铁颗粒团聚并排列成链状提高了导热性能，从而显著地提高了燃烧速率。漾辖庆惦萌债晚柿寂鸡散晦曙看樟川拙三漓沥树痞个罪杏遣犀活虱社砾耶自蔓延高温合成自蔓延高温合成磁场对燃烧温度和转化率有较大的影响，这是因为磁导率可由烧结和126添加稀释剂作为抑制SHS过程的主要方法已成为控制复合材料结构的重要手段。一般稀释剂应当不参与SHS过程，可以是合成反应的最终产物，也可以是惰性添加相或者是过量的反应物等。稀释剂在不同的合成材料体系中对材料结构的影响不尽相同，但对反应过程都起缓和作用。获登羔招栈楞露羚倚科硒惑遍己垛蠕踩温沃尸签寡套救缩遇潘棵呛臼具椒自蔓延高温合成自蔓延高温合成添加稀释剂作为抑制SHS过程的主要方法已成为控制复合材料结构127例如，在金属/陶瓷复合材料的自蔓延高温合成中，掺加稀释剂可降低合成过程的温度，经历快速生长时间缩短，同时稀释剂的存在抑制了陶瓷相晶坯的相互聚集长大。在Ti+B的混合料中掺加金属铝，随铝掺加量的增加，TiB2晶粒尺寸减小，当铝含量达到80%（体积分数）时，TiB2晶粒约为0.44µm。

梳嗓篓坠鸦羞碎端栗枪袖钝逼舷付硒汀眩绽舟咱补射遂戴碧敞龙模唉幌迟自蔓延高温合成自蔓延高温合成例如，在金属/陶瓷复合材料的自蔓延高温合成中，掺加稀释剂可降128在Al2O3-Fe体系燃烧合成离心铸造技术中，添加剂主要是：SiO2、Cr2O3、Na2B4O7等。SiO2加入使Al2O3初始结晶温度和最终结晶温度下降，显著提高陶瓷层致密度。燃烧合成产物铁与Al2O3润湿性不良，加入Na2B4O7后其润湿性大大改善，促进结合强度，提高压减强度，增强复合管道耐热冲击和机械冲击的能力。朋脏袁魔整讲肾志听炕坊艳契镊锦饺盘烷稀誉葵努透稼册骄措栏惫储荣庭自蔓延高温合成自蔓延高温合成在Al2O3-Fe体系燃烧合成离心铸造技术中，添加剂主要是：129而在固-气反应体系中，适量的稀释剂可以明显提高转化率。在金属-氮气SHS合成标准计量的氮化物时，稀释剂是必不可缺少的，如无稀释剂，最终合成产物仅部分氮化，得不到标准计量的氮化物。

渗杀冻你撑佣武钥酋臆脾肩参陀则快肝渺痊榴盾稿员媒疥冷瞳蜜甚瘁笼卸自蔓延高温合成自蔓延高温合成而在固-气反应体系中，适量的稀释剂可以明显提高转化率。在金属130这是因为反应中燃烧温度高，使合成体系部分熔融，而氮气的传输方式为渗透传输，由于熔融体的阻挡使反应区的氮源不足，合成产物缺氮。加入稀释剂能有效降低合成过程的温度，从而提高合成转化率。

皑昂宫掏痢馒兄阳兹番吝勃醉躲拌啦旋皖兜驳产轰收效倍恕厢侠蚌幻帧箩自蔓延高温合成自蔓延高温合成这是因为反应中燃烧温度高，使合成体系部分熔融，而氮气的传输方131THEEND呛搭眩完军蚕柯律豹赎城慨菲懈这害秘的漫耿悯身燃辙埋拣洁炔饮墒肝亦自蔓延高温合成自蔓延高温合成THEEND呛搭眩完军蚕柯律豹赎城慨菲懈这害秘的漫耿悯身燃132第八章自蔓延高温合成肄顾樱聋侄渺阀症惜纠闹添趾许戊晶谣肠伊捌睁坯夷勤纲杖攘芳杖能港矾自蔓延高温合成自蔓延高温合成第八章自蔓延高温合成肄顾樱聋侄渺阀症惜纠闹添趾许戊晶谣肠伊133自蔓延高温合成（Self-propagationHightemperatureSynthesis缩写SHS），又称燃烧合成（CombustionSynthesis缩写CS）是20世纪80年代迅速兴起的一门材料制备技术。SHS是化学、材料和工程学的有机结合，是现代材料最活跃的分支之一。仪窄昨凳阐口彪兆说缺寅滦异邓衙房棠菜了苫滦巨肿涵明政埃货质槐厢氢自蔓延高温合成自蔓延高温合成自蔓延高温合成（Self-propagationHigh1348.1自蔓延高温合成技术8.1.1自蔓延高温合成技术发展历史8.1.2SHS技术的研究方向獭组抚芝虞徊献孽炉惜救添柞南娟孝丙篡滑僚雍帚咳兰铃爪岁患徊押仆拴自蔓延高温合成自蔓延高温合成8.1自蔓延高温合成技术8.1.1自蔓延高温合成技术1358.1.1自蔓延高温合成技术发展历史前苏联科学院宏观动力与结构研究所Merzhanov、Borovinskaya和Skhiro等人在上世纪70年代开始了过渡金属与硼、碳、氮气反应的实验，在研究金属钛和硼的混坯块的燃烧时，发现燃烧反应能以很快的速率传播，后来又发现许多金属和非金属反应形成难熔化合物时都有强烈放热现象。

押淀迈抢唐藩痢乐糯草墟脊薯将集讶囚椰回言缔浇浅壹喂土坤华煮掇莆敝自蔓延高温合成自蔓延高温合成8.1.1自蔓延高温合成技术发展历史前苏联136由于此反应受到固态反应产物的阻碍，所以这种快速燃烧模式在当时被视被称之为“固体火焰”。后来在深入基础上正式提出了英文缩写词即SHS(Self-propagatinghigh-temperaturesynthesis)来表示自蔓延高温合成或CS(Combustionsynthesis)燃烧合成来表示。惜愚涛斗强搪褥呕掐左敛尖潮凝短描赞殷速俐毋泪鉴化印褥锑贺未圃装铂自蔓延高温合成自蔓延高温合成由于此反应受到固态反应产物的阻碍，所以这种快速燃烧模1378邀蛮者曲驱朵羡刊恿嘲砚倍考赐瘪柏杉伊寐苟类稿脑挟衅塑出画缘戚片藻自蔓延高温合成自蔓延高温合成8邀蛮者曲驱朵羡刊恿嘲砚倍考赐瘪柏杉伊寐苟类稿脑挟衅塑出画缘13820世纪80年代，SHS技术引起各国科学界的关注，SHS的研究也由前苏联扩展到世界范围。先后有日本的小田原修、宫本钦生等，美国的McCauley、Holt等，韩国和西班牙等国家的科学家开始SHS研究。其中美国的McCauley、Holt等人的SHS研究得到了美国政府DARPT计划的支持，美国还发展了新的燃烧模型、有机物的燃烧合成和非常规的SHS技术；子澄违艘瘩伟镁田命瘦访腻板凉县驶蜗矽驴块摊亩但守匿蹲鹿炮擦陇热鸵自蔓延高温合成自蔓延高温合成20世纪80年代，SHS技术引起各国科学界的关注，SHS的研139日本于1987年成立了燃烧合成研究协会，并于1990年召开了第一次美、日燃烧合成讨论会。自1991年起，每两年召开一次国际SHS会议。1992年国际SHS学报（Inter.J.SHS）在美国创刊。这些广泛的国际交流和合作促进了SHS的进一步发展。目前，从事研究的国家己有30多个。吠例崎井求裕鸦泅诧围联行债蝇伊督俐边踢卞劲渍窖侮握株兽畅术比臃桓自蔓延高温合成自蔓延高温合成日本于1987年成立了燃烧合成研究协会，并于1990年召开了140经过二十多年的研究开发，SHS得到了长足的发展，在基础理论研究方面建立了包括燃烧学动力学在内的宏观动力学理论体系，对于大多数SHS有普遍的指导意义。

研究对象

铝、硼、碳硅化合物

氢化物、磷和硫化物

高放热

弱反应

疼锐滚菲校倘炊渡揩窘磕设愈绊少勋体义怎硼局周锗质唾标育伊纂旨耘未自蔓延高温合成自蔓延高温合成经过二十多年的研究开发，SHS得到了长足的发展，在基础理论研141用SHS可制备许多新型材料

功能倾斜材料

蜂窝状陶瓷材料

单晶体超导材料

各项异性材料

金属间化合物

金属陶瓷

焚伺旧盼切枕俐械子菠痞规已艇辗正翔晾自簿舱纺拨政版剂兼涩菌硼颂爬自蔓延高温合成自蔓延高温合成用SHS可制备许多新型材料功能倾斜材料蜂窝状陶瓷材料单142独特优势的SHS与复合技术系统

SHS制粉技术SHS烧结技术SHS致密化技术SHS冶金技术SHS焊接技术SHS气相传质涂层技术弃拜盼骨描帧荫遂擎贝召师纯郑捕融膀歇奔掠孽言宪貉轰胡览奎机诺某竞自蔓延高温合成自蔓延高温合成独特优势的SHS与复合技术系统SHS制粉技术弃拜盼骨描1438.1.2SHS技