對于傳統的陶瓷燒結工藝，需要長時間的高溫處理，耗能多、工期長，成本較高。為獲得致密的陶瓷，常需要添加助燒劑，或采用熱壓、熱等靜壓的方法。但是加入助燒劑會降低產物的高溫性能；熱壓、熱等靜壓工藝的設備很復雜，生產成本較高。采用SHS氣相等靜壓技術可明顯改善傳統燒結工藝上述的不足。特別對于BN、AlN、Si3N4這樣較難燒結的陶瓷，SHS工藝更具有獨特的優勢。

鄭永挺教授、博士生導師

哈爾濱工業大學特種環境復合材料國防重點實驗室，復合材料與結構研究所的鄭永挺教授，曾經參與和負責國家863項目：“高品質氮化硅和碳氮化鈦超細粉體的低成本制備技術”，“氮化物基復合陶瓷特種熱電偶保護管低成本制備技術”等。對氮化物粉體和陶瓷的制備有著深入的理論研究和豐富的實踐成果，9月14-16日將在煙臺召開的“2017年全國氮化物粉體與陶瓷制備技術研討會”上，鄭教授將做題目為“燃燒合成氣相等靜壓制備氮化物陶瓷制品”的報告，對SHS氣相等靜壓技術進行探討。

SHS氣相等靜壓技術簡介

SHS氣相等靜壓技術把SHS過程與氣相等靜壓作用結合起來，利用燃燒反應產生的高溫，在燃燒合成的同時，對高溫產物進行氣相熱等靜壓，可制備近無余量的形狀復雜的陶瓷部件。該工藝的燒結溫度是常規陶瓷制備方法無法達到的，燒結時可以無須加入助燒劑，這樣可以大大提高產物的高溫性能，這對于航空、航天等軍事科技領域的高溫結構材料具有重要意義。同時，該工藝在氣相等靜壓時可以不使用外包套，非常適于制造形狀復雜的陶瓷零部件，如渦輪機葉片、發動機噴管、喉襯等，可大幅度降低陶瓷的制造、加工成本，具有很好的應用前景。

目前，鄭教授的團隊利用從俄羅斯引進具有國際先進水平的超高壓（500MPa）SHS反應器，已成功地開發出了AlN、BN、BN-SiO2、SiC- Si3N4、AlN 、AlN-TiC、AlN-SiC、AlN-TiB2、BN-SiO2等致密陶瓷材料。

SHS氣相等靜壓技術在熱電偶保護管方面的應用

熱電偶保護管廣泛應用于黑色、有色金屬冶煉、稀土、陶瓷玻璃、水泥等工業窯爐的測溫系統，是一種需求量很大的消耗品。目前，高溫、腐蝕、高沖刷環境下使用的特種高溫、高強、高硬度的熱電偶保護管，國內尚不能生產，需要每年花費大量的外匯從國外進口。

本項目在863項目支持下，采用一種新穎的燃燒合成熱等靜壓（SHS-HIP）技術，研制高性能的氮化物陶瓷熱電偶保護管（Si3N4-SiC、AlN-TiB2、BN-SiC）。該技術將燃燒合成、過渡液相燒結、熱等靜壓等融為一體，具有成本低廉、合成迅速、產物高溫性能優異、適于制造復雜形狀陶瓷部件等獨特優勢。本項目在原有SHS-HIP系統研究工作的基礎上，結合低壓注射成型工藝，突破盲孔細長特種陶瓷管（L=350mm,D=20mm ,d=8mm ） 成型、脫脂、合成中的關鍵技術，研制開發耐高溫、耐高沖刷的特種熱電偶保護管成熟的低成本、批量化、快速高效的制造技術，為產業化奠定堅實的基礎。同時作為一種新穎的、適用面較廣的高性能復雜形狀陶瓷的低成本制造技術，本項目的研究必將促進我國高性能陶瓷低成本制備工藝技術的進步、發展。

鄭永挺教授簡介

鄭永挺，男，博士。哈爾濱工業大學特種環境復合材料國防重點實驗室，復合材料與結構研究所教授，博士生導師。 主要從事耐高溫材料燃燒合成、納米復合陶瓷、相變動力學領域的教學、科研、產業化推廣等方面工作。在國內外發表學術文章六十余篇，其中SCI檢索23篇，EI檢索35篇。授權國家發明專利15項，出版專著2本。主持國家863、自然科學基金等項目七項，參與國家863、預研項目等三項。

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