自蔓延离心技术的常见问题

自蔓延离心技术是制备陶瓷内衬复合管的新方法，相较于传统复合管材制备方法具有设备简单、节能环保、成本低和效率高等特点。生产中主要问题有三类。

1、孔隙问题

自蔓延离心法制备的复合管陶瓷层中一般存在较多的孔隙，这些孔隙主要由气孔和缩松两类缺陷构成。

气孔产生是燃烧反应中产生的挥发性气体，由于反应温度高升温速度快，导致气体不易排出，形成气孔。疏松是反应产物在凝固过程中结晶区域得不到液相及时补充而形成的。

2、析出相问题

离心自蔓延反应的不完全，导致了陶瓷内衬层除主相α-Al2O3外，还有较多的铁铝尖晶石相（FeAl2O4）存在。在冷却过程中，熔点高的α-Al2O3相先凝固，以枝晶的形式发展成为陶瓷内衬层的骨架，FeAl2O4等其他低熔点相则填充于骨架之间。而铁铝尖晶石耐蚀性差，腐蚀液将沿FeAl2O4延伸带不断腐蚀，造成晶间腐蚀。

3、裂纹问题

自蔓延离心法制备的陶瓷内衬管中普遍存在裂纹，复合钢管陶瓷层主要有张裂纹、压裂纹和准压裂纹三种裂纹类型。

张裂纹主要是由热应力引起的。压裂纹是因陶瓷与钢管热膨胀系数不同。准压裂纹在形态上兼有张裂纹和压裂纹的特征。

改进措施：

1、预热与烘干

在一定温度内，对铝热剂进行预热与烘干能够有效的提高陶瓷的致密度，一方面能提高反应物温度，延长产物液态存留时间，有利于气体的逸出；另一方面能除去一部分反应物中的水分和气体，减少反应过程中气体的产生。

2、适当的添加剂

添加剂是影响陶瓷衬层性能的重要因素，分为稀释剂和催化剂两类。

稀释剂通常能与陶瓷生成低熔点相，延长陶瓷在液相的存留时间，有利于气体排出，可明显提高陶瓷内衬的致密度。反应催化剂有助于提高铝热反应转化率，提高反应温度，降低陶瓷层中的尖晶石相和孔隙率。

3、合适的离心力

离心力是自蔓延离心法的一个重要工艺参数，合适的离心力能有效促进金属和陶瓷之间的相分离，确保气体逸出，提高涂层致密度。避免过高的离心力又易导致金属与陶瓷之间分离过大，存在缝隙，诱发陶瓷层产生裂纹。