第12期 张瑞珠等：包容核废物的钛酸锶人造岩石SHS致密化的影响因素 .1421. 达到最高；当t2继续增加时，因为产物中的液相已 JOrdnance Eng Coll.2002.14(2):1 经凝固，包覆在固相颗粒周围，形成稳定的骨架结 (刘宏伟，张龙，赵忠民，等.自蔓延高温合成基础理论研究进 展.军械工程学院学报，2002,14(2)：1) 构，致密性不再提高 [4]Zhao Z M,Ye M H.Du X K,et al.Technologies of synthesizing 为提高固化体的致密性，进而达到固化减容的 SHS ceramic-lined pipes an ceramic densification.Mater Sci 效果，本实验采用了以下措施 Eng,2002,20(1):120 (1)选择放热量高的CO3作为氧化剂，提高反 (赵忠民，叶明惠，杜心康，等.$HS陶瓷内衬复合管合成及陶 应的绝热燃烧温度； 瓷致密化技术.材料科学与工程，2002,20(1)：120) (2)加入添加剂； [5]Fu H K.Xing J D.Jiang Z Q.The development of SHS process and its application prospect in metallurgical industry.Shanghai (3)改善压坯保温条件； Met,2002,24(1):37 (4)在反应物中加入低熔点粘结相等 (符寒光，邢建东，蒋志强，自蔓延高温合成技术的发展及其在 上述措施均有助于材料致密化，并有利于放宽 治金工业应用的展望.上海金属，2002,24(1)：37) 工艺参数（特别是压制延迟时间t妇）的控制范围，便 [6]Zhang R Z,Guo Z M,Jia CC,et al.Immobilization of radioac 于工艺控制 tive wastes into perovskite.Mater Sci Forum.2004,2:1627 [7]Zhang RZ.Guo Z M,Jia CC,et al.Synthesis of perovskite syn- 3结论 roc by SHS for immobilization of high level radioactive.J Uni Sci Technol Beijing.2004.26(5):485 SHS致密化工艺参数显著影响了合成产物钛 (张瑞珠，郭志猛，贾成厂，等.自蔓延高温合成钙钛矿型人造岩 酸锶人造岩石固化体的品质，通过实验分析$HS 石固化体.北京科技大学学报，2004,26(5)：485) 产物致密化的影响因素，最终确定了钛酸锶人造岩 [8]Zhang R Z.Guo Z M.Solidification of radioactive waste with 石固化体自蔓延高温合成时的最佳工艺参数：最佳 S2 perovskite synroe SHS method.ChinJ Nonferrous Met. 2004,14(Suppl3):110 预制块相对密度为56%左右；预压力P1为10MPa, (张瑞珠，郭志猛.富含银核素(S+)高放废物的SHs固化.中 加压时间t1为4s:高压压力P2为300MPa,高压保 国有色金属学报，2004,14（增刊3）：110) 压时间为t2为8s, [9]Zhang X H.Qu W.Zhang X Z.et al.Optimization of process parameters during Ti-C-Ni cermets combustion synthesis and den- 参考文献 sifying.Aerosp Mater Technol,2000(3):37 [1]Yin S.Combustion Synthesis.Beijing:Metallurgical Industry (张幸红，曲伟，张学忠，等.TC-Ni材料燃烧合成与致密化工 Press.1999:9 艺参数的优化.宇航材料工艺，2000(3)：37) (殷声.燃烧合成北京：冶金工业出版社，1999：9) [10]Lasalvia J C.Meyers M A.Microstructure,properties,and [2]John J M.Feng HJ.Combustion synthesis of advanced materi- mechanisms of TiC-Mo-Ni cermets produced by SHS.Int J als:Part I.Reaction parameters.Prog Mater Sci.1995.39 SHS,1995,4(1):43 (2):243 [11]Dunmed S D.Munir Z A.Temperature profile analysis in com- [3]Liu H M.Zhang L.Zhao Z M,et al.Fundamental theory and bustion synthesis:1.Theory and background.JAm Ceram research progress of self propagating high -temperature synthesis. Scc,1992,75(1):175达到最高；当 t2 继续增加时‚因为产物中的液相已 经凝固‚包覆在固相颗粒周围‚形成稳定的骨架结 构‚致密性不再提高． 为提高固化体的致密性‚进而达到固化减容的 效果‚本实验采用了以下措施： （1） 选择放热量高的 CrO3 作为氧化剂‚提高反 应的绝热燃烧温度； （2） 加入添加剂； （3） 改善压坯保温条件； （4） 在反应物中加入低熔点粘结相等． 上述措施均有助于材料致密化‚并有利于放宽 工艺参数（特别是压制延迟时间 td）的控制范围‚便 于工艺控制． 3 结论 SHS—致密化工艺参数显著影响了合成产物钛 酸锶人造岩石固化体的品质．通过实验分析 SHS 产物致密化的影响因素‚最终确定了钛酸锶人造岩 石固化体自蔓延高温合成时的最佳工艺参数：最佳 预制块相对密度为56％左右；预压力 P1 为10MPa‚ 加压时间 t1 为4s；高压压力 P2 为300MPa‚高压保 压时间为 t2 为8s． 参 考 文 献 ［1］ Yin S． Combustion Synthesis．Beijing：Metallurgical Industry Press‚1999：9 （殷声．燃烧合成．北京：冶金工业出版社‚1999：9） ［2］ John J M‚Feng H J．Combustion synthesis of advanced materi￾als：Part I．Reaction parameters．Prog Mater Sci‚1995‚39 （2）：243 ［3］ Liu H M‚Zhang L‚Zhao Z M‚et al．Fundamental theory and research progress of self-propagating high-temperature synthesis． J Ordnance Eng Coll‚2002‚14（2）：1 （刘宏伟‚张龙‚赵忠民‚等．自蔓延高温合成基础理论研究进 展．军械工程学院学报‚2002‚14（2）：1） ［4］ Zhao Z M‚Ye M H‚Du X K‚et al．Technologies of synthesizing SHS ceramic-lined pipes an ceramic densification． Mater Sci Eng‚2002‚20（1）：120 （赵忠民‚叶明惠‚杜心康‚等．SHS 陶瓷内衬复合管合成及陶 瓷致密化技术．材料科学与工程‚2002‚20（1）：120） ［5］ Fu H K‚Xing J D‚Jiang Z Q．The development of SHS process and its application prospect in metallurgical industry．Shanghai Met‚2002‚24（1）：37 （符寒光‚邢建东‚蒋志强．自蔓延高温合成技术的发展及其在 冶金工业应用的展望．上海金属‚2002‚24（1）：37） ［6］ Zhang R Z‚Guo Z M‚Jia C C‚et al．Immobilization of radioac￾tive wastes into perovskite．Mater Sci Forum‚2004‚2：1627 ［7］ Zhang R Z‚Guo Z M‚Jia C C‚et al．Synthesis of perovskite syn￾roc by SHS for immobilization of high level radioactive．J Univ Sci Technol Beijing‚2004‚26（5）：485 （张瑞珠‚郭志猛‚贾成厂‚等．自蔓延高温合成钙钛矿型人造岩 石固化体．北京科技大学学报‚2004‚26（5）：485） ［8］ Zhang R Z‚Guo Z M．Solidification of radioactive waste with Sr 2＋ perovskite synroc SHS method．Chin J Nonferrous Met‚ 2004‚14（Suppl3）：110 （张瑞珠‚郭志猛．富含锶核素（Sr 2＋）高放废物的 SHS 固化．中 国有色金属学报‚2004‚14（增刊3）：110） ［9］ Zhang X H‚Qu W‚Zhang X Z‚et al．Optimization of process parameters during T-i C-Ni cermets combustion synthesis and den￾sifying．Aerosp Mater Technol‚2000（3）：37 （张幸红‚曲伟‚张学忠‚等．TiC-Ni 材料燃烧合成与致密化工 艺参数的优化．宇航材料工艺‚2000（3）：37） ［10］ Lasalvia J C‚Meyers M A．Microstructure‚properties‚and mechanisms of TiC-Mo-Ni cermets produced by SHS． Int J SHS‚1995‚4（1）：43 ［11］ Dunmed S D‚Munir Z A．Temperature profile analysis in com￾bustion synthesis：1．Theory and background． J A m Ceram Soc‚1992‚75（1）：175 第12期 张瑞珠等： 包容核废物的钛酸锶人造岩石 SHS－致密化的影响因素 ·1421·