1、CaB6具有高熔點、高強度和高化學穩(wěn)定性的特點，它還具有許多特殊的功能性，如：低的電子功函數(shù)、比電阻恒定、在一定溫度范圍內熱膨脹值為零、揮發(fā)性小、抗中毒能力強、耐離子轟擊能力強、發(fā)射能力強、不同類型的磁序以及高的中子吸收系數(shù)等，這些優(yōu)越性能決定其在現(xiàn)代技術中有廣泛的應用前景。另外，CaB6在防高能中子輻射方面的特殊性能使其在核工業(yè)中獲得特殊應用。 目前制備CaB6粉末的技術都存在著能耗高，工藝復雜等缺點，距離工業(yè)生產(chǎn)還很遠。本文

2、通過對傳統(tǒng)制備CaB6粉末的技術進行工藝創(chuàng)新，結合自蔓延高溫合成制粉技術，提出了自蔓延冶金法制備CaB6粉末的新工藝，即：先采用自蔓延高溫合成法合成含有副產(chǎn)物的CaB6粉末，然后對自蔓延燃燒合成的產(chǎn)物采用浸出工藝(傳統(tǒng)的冶金工藝)處理，最后得到純度較高的CaB6粉末。采用自蔓延技術制備CaB6粉末的方法與其他方法相比，具有過程簡單、成本低、產(chǎn)量大、產(chǎn)品純度高、粒度小、粉末活性高等優(yōu)點。 通過對自蔓延合成過程的熱力學計算，估算出C

3、aB6的標準生成熱約為-129.97kJ/mol；CaB6的恒壓熱容為cp=109.01+40.17×10-3T-29.26×105T-2J·K-1·mol-1；CaB6的標準熵值為133.92J·K-1·mol-1；CaO-B2O3-Mg反應體系的絕熱溫度Tad＞2000K，可采用鎂熱自蔓延法制備CaB6粉末；CaO-B2O3-Mg體系中，10Mg+CaO+3B2O3=CaB6+10MgO反應的標準吉布斯自由能有較大的負值，生成CaB

4、6和MgO的趨勢較大。 由自蔓延合成過程的動力學分析表明，該體系起始反應溫度在630℃附近，CaO-B2O3-Mg三相反應溫度在800℃附近，反應屬于固—固—液—固反應機制；根據(jù)反應體系的DTA曲線計算了反應過程的動力學參數(shù)，反應Mg-CaO的表觀活化能E=15.05kJ·mol-1，反應級數(shù)n=1.0；反應Mg-B2O3的表觀活化能E=14.88kJ·mol-1，反應級數(shù)n=0.8；反應Mg-B2O3-CaO的表觀活化能E=1

5、5.71kJ·mol-1，反應級數(shù)n=1.1。該體系中反應的表觀活化能較小，反應容易發(fā)生。 本實驗發(fā)現(xiàn)，在空氣中進行該自蔓延反應時并不生成氮化物，可以代替氬氣保護條件下的工藝，該方法為實現(xiàn)CaB6粉末的工業(yè)化生產(chǎn)提供了基礎； 分析了不同熱爆模式對SHS反應的影響，認為兩種熱爆模式下生成的產(chǎn)物相主要有MgO、CaB6以及少量的Mg3B2O6和Ca3B2O6，熱爆模式對產(chǎn)物組成沒有影響，只是在反應現(xiàn)象上直接起爆比恒溫起爆反應

6、劇烈；考察了不同制樣壓力對反應的影響，認為制樣壓力為10MPa時反應最易發(fā)生，制樣壓力越大燃燒產(chǎn)物的分層現(xiàn)象越不明顯，孔隙越?。豢疾炝丝刂茰囟葘銣仄鸨挠绊?，控制溫度為700℃時，是體系的最佳恒溫溫度，熱爆反應最易發(fā)生。 通過對不同階段浸出產(chǎn)物的X-射線衍射分析和化學定量分析，確定了浸出工藝。 浸出產(chǎn)物的微觀結構的分析表明：浸出劑的種類對產(chǎn)物的微觀形貌沒有影響，而熱爆前的制樣壓力對最終產(chǎn)物CaB6的形貌、粒度有影響，隨