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。
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。
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%。
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。
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。
SHS焊接是利用SHS反应的放热及其产物来焊接的技术。应用燃烧合成技术,将压制成形的粉末置于被焊材料之间,利用粉末体燃烧合成的高温反应热及合成产物作为填充材料,在压力作用下实现被焊材料之间的连接。加压的目的是为了获得致密性高的焊接接头。
SHS焊接有三个过程:点火、加压、保温。