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申请/专利权人：东北大学

摘要：一种一步炉内自蔓延生产公斤级γ‑TiAlNb合金的防爆方法及装置，该防爆方法是原料在加热区加热到自蔓延临界反应发生时，根据反应釜上表面实测温度、加热区内环境温度、反应釜底部温度及相互间温差和温升速率为判断依据，依次进入缓冷区自蔓延，深冷区完全反应，加热区补热，缓冷区最终冷却，得到公斤级渣包覆的γ‑TiAlNb合金。采用的防爆装置中，加热区用于提供引发γ‑TiAlNb合金自蔓延反应的热量和渣金分离过程的补热量；缓冷区位于加热区下方，用于自蔓延反应发生后的维持阶段及最终冷却得到合金阶段，深冷区位于缓冷区下方，为自蔓延主反应区，用于带走反应热，限制自蔓延的剧烈进行，起到防爆作用，保证合金制备及生产装置的安全性。

主权项：1.一种一步炉内自蔓延生产公斤级γ-TiAlNb合金的防爆方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据公斤级以上γ-TiAlNb合金的制备量级，准备原料，原料包括海绵钛、铝粉、造渣剂、强氧化剂、防爆剂、铌；按质量比，海绵钛：铝粉：造渣剂：强氧化剂：防爆剂：铌=46~48:61~65:13~15:35~38:19~26:2~4；将原料混合均匀后，得到原料混合物；造渣剂选用CaO；强氧化剂选用NaClO4；防爆剂选用氧化锆粉；步骤2：将充分干燥后的原料混合物置于加热区内的反应釜中，确定临界反应发生时反应釜表面温度的计算值t0为805℃~815℃，且加热区内环境温度t2为1050℃~1100℃时，采用反应釜底部温度T3进行校核；当t0-t1＜10℃，且t1-t3＜2℃，物料进入临界反应状态，降入缓冷区；步骤3：物料进入缓冷区的过程中开始发生反应，为防爆，当检测到△t3min＞100℃min时，向深冷区充入保护气，反应物料进入深冷区；△t3min为反应釜底部温度变化率；进入深冷区的反应物料，当反应釜底部温度t3达到1060~1100℃，说明自蔓延反应完全进行，随后以冷却速率为50~100℃min迅速冷却至1000~1050℃，再次返回至加热区进行补热，补热速率为10~15℃min，升温至加热区内环境温度为1250~1300℃，保温15~30min，进行渣金分离；保温结束，反应釜升入缓冷区，冷却速率为15~20℃min，当缓冷至300~400℃，得到公斤级渣包覆的γ-TiAlNb合金。

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