自蔓延高温合成法制备陶瓷内衬管
摘要以自蔓延高温合成内衬管技术为研究对象，综述了SHS离心—铝热法、SHS重力分离—铝热法制备陶瓷和其它先进材料的方法。同时，对SHS反应特征及理论也做了简述。
关键词自蔓延高温合成；陶瓷内衬管；离心—铝热法;重力分离—铝热法
《中国图书资料分类法》分类号TB 321
The Ceramic Lined Pipes Made by SHS Process
Li Shuhua Wang Jianjiang Yin Yujun Wang Shuangxi Li Junshou Department of Fundamental Science，
Institute of Ordnance Engineering,Shijiazhuang,050003
Abstract This paper,oriented to the study of the technique of ceramic lined pipes produced by SHS process, summarizes the research that has been undertaken in the new processing methods of the production of engineering ceramic by using advanced materials,SHS centrifugal therimit and SHS gravitational thermit seperation.It also briefly introduces the theory and characteristics of SHS process.
Key words SHS,centrifugal-thermit process,gravitational separation-thermit process ceramic lined pipes.
自蔓延高温合成(self propagating high-temperature synthesis 简称SHS)是一种利用化学反应放热使反应持续地进行合成新材料的方法。由于该方法工艺简单、纯度高［1］，可制备金属间化合物、复合材料、碳化物等许多材料。所以自60年代末在原苏联单独列为一个学科以来，逐步为各国所重视并得到了迅速发展。自80年代后期开始，我国也出现了研究自蔓延高温合成技术的高潮，并取得了令人瞩目的结果。目前自蔓延高温合成技术已发展成为同粉末冶金、冶金、铸造、焊接、表面技术等互相结合又自成体系的材料制备技术［2］，并已成功地用于工业生产。
本文根据高温合成陶瓷内衬管方法的不同讨论了离心与非离心SHS 法制备陶瓷内衬管技术、SHS特征和基本理论。
1 SHS特征及理论基础
SHS技术的显著特点是工艺简单、节能、高效和产品纯度高。鉴于SHS工艺能自己维持反应，它必然与高温反应有关。而描述高温反应的重要参数是燃烧绝热温度(T
)。这个热力学参数定义为：在绝热条件下，
ad
反应释放热使产品受到加热而到达的温度。如以下述反应为例［2］：
（1）
此处固态金属M与固态非金属X反应生成固态产物MX。其绝热温度可用下式计算：
（2）
式中为在T
0温度下MX（s）的生成焓；C
P
（MX）为固态产物
的摩尔热容量。但如燃烧产物是处于部分或全部熔化时，则应对绝热温度的计算方法做适当修正。
如果我们将燃烧波描述为通过反应混合物的反应传播面，那么只有通过添加一定的能量将反应物的温度升到点燃温度后，这种反应才能开始进行。燃烧波就以稳态的速度进行传播，建立起如图1所示的温度、转化率和热产生速率分布图［2］。
图1 燃烧波中温度T，转化率η和热产生速率φ的示意图
由图可见，燃烧波自右向左传播，燃烧波前面的区域是热影响区，该区域内温度从T
上升至点燃温度，热产生速率和转化率由0逐渐上升
直至进入反应区，在反应区(δ
W
)内实现由反应物结构转化为产物结构，当转化率为1时，反应进入产物区。图1模型是建立在假定反应区出现完全转化成产物波结构的理想条件下。如果燃烧反应受动力学或结构动力学控制，则燃烧反应并不限于燃烧波面处，而是在波面通过之后反应仍在进行，这种情况如图2所示［2］。
图2所描述的是反应受强烈的动力学状态控制的情况。其反应与图1所示的稳态反应完全不同，热生成函数(热产生速率)φ分为两部分，
一部分在性质上与图1相同，另一部分是指从φ
f
点开始向右按指数递减的衰减函数。
图2 在燃烧波和后烧过程中的温度(T)，
转化率(η)及热产生速率(φ)的示意图
SHS一旦燃烧反应开始，就以燃烧方式自动蔓延过整个反应物。如果燃烧前沿存在平滑平面，以一定的线速度逐渐蔓延，称之为稳态燃烧。但由于热力学和动力学原因，稳态燃烧会受到破坏转移为非稳态燃烧，甚至熄灭。这两种燃烧方式的界限可由参数α确定［3、4、5］。
（3）
α＞1时为稳态燃烧。
式中，T
c 为燃烧温度，E为反应过程激活能，C
p
为产物的等压摩尔热
容，q为反应热。
当波结构相当于在较薄的反应区(δ
W
)内出现完全转化成产物的波结构时，可根据有热源的Fourier一维方程求解燃烧前沿蔓延速率。考虑化学动力学和扩散动力学可得到如下形式燃烧波传播速度的表达式［6、7、8、9］
（4）
式中，f(n)为反应动力学级数(n)的函数；T
c
为燃烧温度(即，绝热
温度的实际值)；R为气体常数；k
为常数；E 为过程的激活能；q为反应热。
考虑动力学过程受扩散控制，Hardt和Phung［10］做了这样一个简单的假设：反应物的几何形状可以由组元构成的交替层结构来近似，交替层厚度决定于反应的理想配比和密度。基于此假定，传播速度的表达式为：
（5）
式中：k为常数，d为其中一个反应物的颗粒尺寸，S为反应物的化为扩散系数，ρ为密度。
学配比，D
2 SHS离心—铝热法
SHS离心—铝热法也称离心—放热合成法，它开始于苏联科学院宏观动力学研究所，到70年代中期苏联学者已将94种铝热体系与离心力结合起来进行研究［11］。
80年代初日本开始对离心力、环境气氛、压力和某些添加剂的影响的研究。目前可制备出长达5.5m，直径为0.5m，陶瓷涂层厚2～10mm的内衬陶瓷复合管并已成功地用于输送铝液和地下水［12］。
80年代后期我国开展了SHS方法的研究，同期展开了SHS—离心法制造陶瓷内衬管的研究。［13、14、15、16］
由于SHS—离心法制造陶瓷内衬管在制作过程中陶瓷是离心熔铸在钢管内壁的，经冷却后钢管对陶瓷产生压应力，故陶瓷层与钢管结合很好，且陶瓷层很厚，而且该技术具有能耗低、成本低、陶瓷内衬管综合性能好等优点。
SHS离心—铝热法制备内衬陶瓷复合管的原理示意图如图3所示。即将铝热剂置于钢管内，旋转钢管，然后将铝热剂点燃。铝热剂发生反应并放出大量的热，使得燃烧合成产物熔化。由于金属比重较氧化物大，这样在离心力作用下金属和氧化物发生分离，使之氧化物位于最内层，金属位于钢管和氧化物之间。这样制成的陶瓷复合管既有很高的机械强度，内层又抗磨损、抗磨蚀，从而提高了材料的使用寿命。
3 静态铝热SHS高温合成陶瓷涂层
SHS铝热—离心法制备金属—陶瓷复合管由于其独物的优点成为表面强化技术的一个重要领域。但离心法由于本身方法和离心力的限制，不能制备细管、弯管和变径管。
静态铝热法也称为“反应熔融附着法”或“SHS重力分离—铝热法”，此方法在静态条件下利用铝热反应的自蔓延制备金属—陶瓷复合管，可制备细管、弯管，也可制备渐缩管等异型管内表面，以弥补离心法的不足。日本佐多延博采用静态铝热法开发出在弯管和变径管内形成2～3mm厚陶瓷层的复合管［17］。国内仝建民等对静态SHS铝热法也进行了系统的研究［18、19］。静态SHS铝热法的基本原理示于图4［2］。
图3 SHS铝热—离心法制备陶瓷法制备陶瓷复合管原理示意图
(a) (b) (c)
(d)
A—铝热剂B—陶瓷层C—熔融陶瓷D—熔融金属
图4 SHS重力分离—铝热法原理示意图
首先如图4(a)那样在钢管内部加压充填铝热剂，使钢管大致保持垂直状态用电阻丝或镁带在铝热剂的上部点火，反应持续进行，以生成的氧化铝作为主要成分的陶瓷和金属铁由于反应热的存在以熔融状态在反应系上部保持熔池状。金属铁由于比重差异下沉，在反应系上部浮动的熔融陶瓷在金属管壁接触的部分冷却凝固与金属管壁结合。图4(b)及(c)是反应界面下降的同时在金属管壁内表面处就发生了陶瓷的连续镀复。反应到达管子的下部，多余金属和陶瓷排出，冷却后，复合管的制造就完成了。
4 结束语
SHS离心—热铝法、SHS重力分离—铝热法制备陶瓷内衬管技术已基本成熟并已进入工业化生产。该方法与传统的铝热技术相比，它所注重的是反应产生的高温环境和自蔓延特征。在此方面，尽管国内外进行了大量的研究，并不断建立、完善自己的理论和机制，但在应用中如何控制工艺、质量、稳定性及其寻找价格低、性能好的原料仍有大量的工作要做。缺陷如何控制、合成后的材料后序加工如何进行，仍是摆在SHS 研究工作者面前的重要任务。
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陶瓷内衬复合管 采用自蔓延高温合成离心法制造的。陶瓷钢管中刚玉熔点为2045℃，刚玉层与钢层由于工艺原因结构特殊，应力场也特殊。在常温下陶瓷层受压应力，钢层受到拉应力，二者对立统一，成为一个平衡体。在温度升高400℃以上时，由于二者热膨胀系数不一样，热膨胀产生的新应力场和陶瓷钢管中原来存在的应力场相互抵消，是陶瓷层和钢层两者处于自由平衡状态。当温度升高到900℃把内衬陶瓷耐磨钢管放入冷水内，反复浸泡多次，复合层不裂缝或崩裂，表现出普通陶瓷无可比拟的抗热冲击性能 耐磨陶瓷内衬复合管道机理 陶瓷内衬复合管与传统的无缝钢管、耐磨合金铸钢管、铸石管以及钢塑、钢橡管等有着本质的区别。陶瓷内衬复合管从内到外分别有刚玉陶瓷层、过渡层、普通钢管等三部分组成，刚玉陶瓷层是在2200℃以上高温形成致密刚玉瓷 （AL 2O 3 ），通过过渡层同钢管形成牢固的结合。陶瓷内衬复合管抗磨损主要是靠 内层几毫米后的刚玉层，其莫氏硬度为9，仅次于金刚石和碳化硅，在所有氧化物中，它的硬度是最高的。 耐磨陶瓷内衬复合管的性能： (1)、物理机械性能 自蔓延技术使陶瓷复合钢管具有独特的组织结构，该结构决定了陶瓷钢管优良的物理机械性能，它不但抗磨损、耐腐蚀、耐高温，而且有高的硬度、强度和良好的抗机械冲击和热冲击的综合性能。（2）、耐磨性能 陶瓷内衬复合管与传统的钢管、耐磨合金铸钢管、钢橡管等有着本质性区别。陶瓷钢管外层是钢管，内层是致密a型三氧化二铝（刚玉）。刚玉层维氏硬度高达1100—1500（洛氏硬度为90—98），相当于钨钴硬质合金。耐磨性比碳钢管高20倍以上，它比通常粘接而成的刚玉砂轮性能优越得多，陶瓷钢管抗磨性主要是靠内层的刚玉层，其莫氏硬度为9，仅次于金刚石和碳化硅。 （3）、耐蚀性能 陶瓷管含a型三氧化二铝90%以上，三氧化二铝属中性氧化物，与酸、碱、盐均不起化学反应，耐酸度96-98%，同高刚玉瓷耐酸度相当，同时，三氧化二铝是无机物质，在光、热、氧等自然环境长期作用下，不存在变坏（即老化）的问题。陶瓷层可耐酸、碱及电化学腐蚀，经测定陶瓷钢管耐蚀性比不锈钢高十倍。（4）、耐温性 由于内衬a型三氧化二铝为单一稳定的晶态组织，并且刚玉层与钢层由于工艺原因结构和应力场也特殊，陶瓷复合管能在50--900℃温度范围内长期使用。（5）运行阻力小 陶瓷内衬钢管由于内表面光滑，且永远不会腐蚀，也不像无缝钢管内表面凸状螺旋线存在，经权威单位运行输灰阻力测试，清水阻力系数为0.0193，阻力系数小于普通钢管，可降低管线运行阻力，减少运行费用。 （6）、抗结垢 （7）、抗机械冲击
SHS自蔓燃陶瓷复合管 1、生产工艺： 自蔓延陶瓷复合钢管是采用先进自蔓燃高温离心合成工艺制作的。该管从内到外由刚玉陶瓷、过渡层和钢体三层组成，陶瓷层是2200度以上高温形成的致密刚玉瓷，通过过渡层与钢管形成牢固的结合。该工艺采用自蔓延离心浇注的方法成型，主要利用物质自身化学反应，放热燃烧产生高温，在燃烧波蔓延过程中合成新物质的技术。2、性能特点： 耐磨性能好，内衬层为刚玉瓷（AL2O3），莫式硬度＞9.0相当于HRC＞90，因此对电力、冶金、矿山、煤矿、化工的行业所输送任何介质均具有高耐磨性，其使用寿命是普通钢材的10倍以上，由于内衬层刚玉瓷（AL2O3）为单一稳定的晶体结构，因此在-50~600℃温度范围内长期运行，材料线膨胀6~8×10-6/℃，并且复合钢管内表面光滑，运行阻力小，具有防腐防结垢等综合性能，焊接性能好，可采用直接焊接、法兰联接、快速管接头等连接方式，施工安装非常方便。 3、广泛应用： 由于该管具有耐磨、耐蚀、耐热性能，因此可广泛应用于电力、冶金、矿山、煤炭、化工等行业作为输送砂、石、煤粉、灰渣、铝液等磨削性颗粒物料和腐蚀性介质，是一种理想的耐磨蚀管道。 1、冶金、电力行业中的应用冶金、电力行业输送煤粉、灰渣、泥浆等每年需要消耗大量的金属管道。采用陶瓷复合管取代其他
管道，具有高耐磨、寿命长、安装方便、经济效益显著之特点，其运行寿命是钢管的十几倍甚至几十倍以上。 2、矿山、煤炭行业中的应用（1）矿山：矿山充填、精矿粉和尾矿运送对管道的磨损严重，以往采用的矿粉输送管道如攀枝花、大冶矿等使用寿命不到一年，改为该管可使寿命提高5倍左右。 （2）煤炭：选煤及长距离管道输煤普遍采用湿法输送，要求输送管既耐磨又耐蚀，采用该管可作为长寿输送管，经济效益可观。 3、其它（1）该管不污染和不粘联熔融铝液。制造对铁质污染敏感，且使用后需要繁重劳动进行整理和维修的熔铝设备、铝液输送管、升液管是目前理想的材料。（2）该管由于耐磨性能好且耐热蚀。适用于输送含有固体颗粒腐蚀性物料以及高温腐蚀性气体、含硫地热水等腐蚀性介质。
SHS自蔓燃陶瓷复合管的应用 由于该管具有耐磨、耐蚀、耐热性能，因此可广泛应用于电力、冶金、矿山、煤炭、化工等行业作为输送砂、石、煤粉、灰渣、铝液等磨削性颗粒物料和腐蚀性介质，是一种理想的耐磨蚀管道。 1、冶金、电力行业中的应用 冶金、电力行业输送煤粉、灰渣、泥浆等每年需要消耗大量的金属管道。采用陶瓷复合管取代其他管道，具有高耐磨、寿命长、安装方便、经济效益显著之特点。经金川有色金属总公司、攀枝花钢铁公司、四川宜宾电厂、北京第一热电厂、山东聊城电厂、山西阳城电厂、贵州安顺电厂、华能重庆珞璜电厂、西柏坡电厂等工业运行，其运行寿命是钢管的十几倍甚至几十倍以上。 2、矿山、煤炭行业中的应用 (1)矿山：矿山充填、精矿粉和尾矿运送对管道的磨损严重，以往采用的矿粉输送管道如攀枝花、大冶矿等使用寿命不到一年，改为该管可使寿命提高5倍左右。 (2)煤炭：选煤及长距离管道输煤普遍采用湿法输送，要求输送管既耐磨又耐蚀，采用该管可作为长寿输送管，经济效益可观。 3、其它 (1)该管不污染和不粘联熔融铝液。制造对铁质污染敏感，且使用后需要繁重劳动进行整理和维修的熔铝设备、铝液输送管、升液管是目前理想的材料。 (2)该管由于耐磨性能好且耐热蚀。适用于输送含有固体颗粒腐蚀性物料以及高温腐蚀性气体、含硫地热水等腐蚀性介质。 SHS-自蔓燃陶瓷复合管特点 1、耐磨性好 陶瓷复合管由于内衬层为刚玉陶瓷（a-AL2O3），莫氏硬度可达9.0相当于HRC90以上。因此对冶金、电力、矿山、煤炭等行业所输送的磨削性介质均具有高耐磨性。经工业运行证实：其耐磨寿命是淬火钢的十倍甚至几十倍。 2、运行阻力小 SHS陶瓷复合管由于内表面光滑、且永不锈蚀，也不象无缝钢管内表面有凸状螺旋线存在。经有关检测单位对内表面粗糙度及清水阻力特性测试，其内表面光滑度优于任何金属管道，清阻力系数为0.0193，比无缝管稍低。因此该管具有运行阻力小等特点，可减少运行费用。 3、耐腐蚀、防结垢
序号陶瓷复合 管外径 Dmm 钢管厚 度mm 总壁 厚mm 理论重 量kg/m 序 号 钢管外径 Dmm 钢管厚 度mm 总壁 厚mm 理论重 量kg/m 1 68 6 9 11.46 18 203 10 14 59.49 8 11 14.79 1 2 16 70.65 2 76 6 9 12.94 19 219 10 14 64.42 8 11 16.76 12 16 76.56 3 89 6 9 15.35 20 245 10 1 4 72.43 8 11 19.97 12 16 86.18 4 9 5 6 9 16.46 21 273 10 14 81.0 7 8 11 21.45 12 16 96.54 5 102 8 11 23.18 22 299 10 14 89.08 10 13 28.35 12 1 6 106.16 6 108 8 11 24.66 23 325 12 16 115.78 10 13 30.2 14 18 134.21 7 114 8 11 26.13 24 377 12 16 135.01 10 13 32.05 14 18 156.65 8 121 8 11 27.86 25 402 12 16 144.26 10 13 34.21 14 18 167.44 9 127 8 11 29.34 26 426 12 16 153.14 10 13 36.06 14 18 177.79 10 133 8 11 30.82 27 480 12 16 173.11 10 13 37.91 14 18 201.10 11 140 8 11 32.55 28 500 12 16 180.51 10 13 40.07 14 18 209.73 12 146 8 12 35.39 29 530 12 16 191.60 10 14 41.92 14 18 222.67 13 152 8 12 36.93 30 630 14 18 265.83 10 14 43.77 16 20 302.82 14 159 8 12 38.73 31 720 14 18 304.67 10 14 45.92 16 20 347.21 15 168 8 12 41.03 32 835 14 18 354.30 10 14 48.70 16 20 403.93 16 180 10 14 54.50 33 920 14 18 390.98 12 16 62.14 16 20 445.85 17 194 10 14 59.98 34 1020 14 18 434.13 12 16 67.32 16 20 495.17
内衬不锈钢复合管 内衬不锈钢复合钢管执行城镇建设行业标准CJ/T192-2004，是在钢管内壁复合薄壁不锈钢管，这种双金属复合钢管大大提高钢管在输水、输热水、输煤气、输天然气、输油过程中的耐腐蚀性能，表面光滑，流体阻力小，又保留了钢管机械强度高，可采用焊接、沟漕、螺纹连接，密封性好的优点，克服了镀锌钢管易腐蚀，采用热熔连接的塑料管易漏水和老化的缺陷，是输气、输水、输油钢管的升级换代的理想产品。 内衬不锈钢复合管 百科名片 内衬不锈钢复合钢管执行城镇建设行业标准CJ/T192-2004，是在钢管内壁复合薄壁不锈钢管，这种双金属复合钢管大大提高钢管在输水、输热水、输煤气、输天然气、输油过程中的耐腐蚀性能，表面光滑，流体阻力小，又保留了钢管机械强度高，可采用焊接、沟漕、螺纹连接，密封性好的优点，克服了镀锌钢管易腐蚀，采用热熔连接的塑料管易漏水和老化的缺陷，是输气、输水、输油钢管的升级换代的理想产品。 中文名：内衬不锈钢复合管建设行业标准：CJ/T192-2004链接类型：焊接、沟漕、螺纹连接应用范围：输气、输水、输油钢管等 具体优点如下： 1 .不生垢、不结瘤、耐腐蚀 在钢管内复合薄壁不锈钢管，不锈钢管的材质为“GB12771-2000流体输送用不锈钢焊接钢管”规定的0Cr18Ni9(美国标准为AISI304)，由于钢中含有18%的铬，在使用过程中管道内壁形成一层极薄的氧化铬薄膜，该薄膜阻止金属继续氧化，故不锈钢有很强的耐腐蚀性能，不仅能承受水和空气的腐蚀，而且可以承受弱酸弱碱的腐蚀。内复不锈钢管的厚度有0.4-1.2毫米，而镀锌钢管的镀锌层厚度仅为0.07毫米，厚度相差5.7-17倍，不锈钢的耐腐蚀性和致密性又强于镀锌钢管镀锌层。所以，内衬不锈钢复合钢管在使用过程中不用担心因内壁锈蚀产生结垢、结瘤而使内孔缩小。 内衬不锈钢复合钢管中的外层钢管是采用按“GB/T3091-2001低压流体输送用焊接钢管”生产的焊接钢管、或按“GB/T8163-1999输送流体用无缝钢管”生产的无缝钢管、或按“SY/T5037-2000生产的螺旋缝埋弧焊钢管”生产的螺旋缝焊管。输送石油天然气的内衬不锈钢复合钢管的外层钢管，是按GB/T9711-1997“石油天然气工业输送钢管交货技术条件”进行生产的。焊接钢管或无缝钢管的抗拉强度都不小于335MPa，伸长率不小于15%，输送天然气和石油的内衬不锈钢复合钢管的外层钢管伸长率达到25%，钢管都经过3.0MPa以上的水压试验，并通过标准规定的弯曲试验或压扁试验。按GB9711生产的输气、输油钢管，还要进行断裂韧性试验、金相检验、拉伸试验和较高强度的耐压试验。在外层钢管内复合不锈钢管后使总壁厚增加，强度增加，不仅可用于民用输水、输气，并可用于输送工业用流体。当外层钢管采用焊接钢管时，由于外层钢管和不锈钢管的焊缝不在同一位置，提高了复合钢管的强度可靠性。 3 .可以焊接 3.1 内衬不锈钢复合钢管之间可以采用焊接。焊接工艺可参照GB/T13148-1991“不锈钢复合钢板焊接技术条件”。也可参照JB/T4790-2000“钢制压力容器焊接规程”附录A。“不锈钢复合钢焊接规程”。 3.2 坡口形式可采用GB/T13148图1的对接6号，也可见本文图1。 3.3 焊前应采用机械方法及有机溶剂，清除焊缝表面和焊接坡口两侧至少各20mm范围内的油污、锈迹、金属屑、氧化膜及其他污物。
浅谈内衬陶瓷复合耐磨管 陶瓷复合管全称陶瓷内衬复合钢管，陶瓷复合管，是采用高技术生产工艺--自蔓燃高温离合合成法制造。该管从内到外分别由刚玉陶瓷、过渡层、钢三层组成，陶瓷层是在2200℃以上高温形成致密刚玉瓷（AL2O3），通过过渡层同钢管形成牢固的结合。复合管具有良好的耐磨、耐热、耐蚀及抗机械冲击与热冲击、可焊性好等综合性能。是输送颗粒物料、磨削、腐蚀性介质等理想的耐磨、耐蚀管道。 而且根据电力、煤炭、冶金等工业部门多年的使用情况，和普通无缝钢管相比，内衬陶瓷复合耐磨管的使用寿命成十五倍地增长，可以替代铸石管、合金管、有机材料衬管等，是一种理想的耐磨管道。 内衬陶瓷复合耐磨管与传统的钢管、耐磨合金铸钢管、铸石管以及钢塑、钢橡管等有着本质性区别。陶瓷钢管外层是钢管，内层是刚玉。刚玉层维氏硬度高：1100~1500（洛)氏硬度为90~98，相当于钨钴硬金。耐磨性比碳钢管高20倍以上，比通常粘结而成的刚玉砂轮性能优越得多。 汉普节能内衬陶瓷复合耐磨管特点如下： （1）耐磨性好，内衬陶瓷复合耐磨管内层为刚玉陶瓷，莫氏硬度在9.0以上，相当于HRC90以上，因此对电力、煤炭、冶金、矿山所输送的介质均有高耐磨性； （2）内衬陶瓷复合耐磨管能在-50~900℃温度范围内长期正
常运行，材料线膨胀系数（6~8）×10-6/℃； （3）运行阻力损失小； （4）工程造价低； （5）安装施工方便。 内衬陶瓷复合耐磨管除应用于燃煤电厂除灰、排渣管、送粉、回粉管外，还广泛用于矿山、冶金等行业。在这些些高磨损的工作环境下，这种管材制造的产品更是体现了同类产品无法比拟的优势，耐磨陶瓷管继承了钢管的特性，由于陶瓷内衬复合钢管发挥钢管的特性，所以它具有很高的强度，同时在性好、耐冲击、焊接性能上都继续和发展钢管的特性。 陶瓷内衬复合钢管结合了耐磨陶瓷的特性，由于耐磨陶瓷具有抗耐磨性，在抗耐磨性上陶瓷内衬复合钢管同样有着良好的表现的，耐磨陶瓷还有有耐高温和易黏合的特性，所以陶瓷内衬复合钢管同样具有这些特性。
自蔓延高温合成法制备陶瓷内衬管 摘要以自蔓延高温合成内衬管技术为研究对象，综述了SHS离心—铝热法、SHS重力分离—铝热法制备陶瓷和其它先进材料的方法。同时，对SHS反应特征及理论也做了简述。 关键词自蔓延高温合成；陶瓷内衬管；离心—铝热法;重力分离—铝热法 《中国图书资料分类法》分类号TB 321 The Ceramic Lined Pipes Made by SHS Process Li Shuhua Wang Jianjiang Yin Yujun Wang Shuangxi Li Junshou Department of Fundamental Science， Institute of Ordnance Engineering,Shijiazhuang,050003 Abstract This paper,oriented to the study of the technique of ceramic lined pipes produced by SHS process, summarizes the research that has been undertaken in the new processing methods of the production of engineering ceramic by using advanced materials,SHS centrifugal therimit and SHS gravitational thermit seperation.It also briefly introduces the theory and characteristics of SHS process. Key words SHS,centrifugal-thermit process,gravitational separation-thermit process ceramic lined pipes. 自蔓延高温合成(self propagating high-temperature synthesis 简称SHS)是一种利用化学反应放热使反应持续地进行合成新材料的方法。由于该方法工艺简单、纯度高［1］，可制备金属间化合物、复合材料、碳化物等许多材料。所以自60年代末在原苏联单独列为一个学科以来，逐步为各国所重视并得到了迅速发展。自80年代后期开始，我国也出现了研究自蔓延高温合成技术的高潮，并取得了令人瞩目的结果。目前自蔓延高温合成技术已发展成为同粉末冶金、冶金、铸造、焊接、表面技术等互相结合又自成体系的材料制备技术［2］，并已成功地用于工业生产。 本文根据高温合成陶瓷内衬管方法的不同讨论了离心与非离心SHS 法制备陶瓷内衬管技术、SHS特征和基本理论。 1 SHS特征及理论基础 SHS技术的显著特点是工艺简单、节能、高效和产品纯度高。鉴于SHS工艺能自己维持反应，它必然与高温反应有关。而描述高温反应的重要参数是燃烧绝热温度(T )。这个热力学参数定义为：在绝热条件下， ad 反应释放热使产品受到加热而到达的温度。如以下述反应为例［2］：