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CeB6作为新近开发的一种稀土六硼化物，具有比LaB6更优越的性能。CeB6作为热阴极材料具有抗碳污染能力强、真空蒸发率低以及电阻率高等优点，因此，近年来越发受到国内外的关注。传统的熔盐电解法、硼热还原法、碳化硼法以及化学气相沉积法等制备CeB6存在着能耗高，工艺复杂以及产品质量不稳定等缺点。针对传统制备方法的缺点，提出了以B2O3、CeO2和Mg为原料采用自蔓延冶金法制备CeB6亚微米超细粉的新工艺，并申报了发明专利。本论文将对该工艺中自蔓延合成以及冶金处理关键步骤中所涉及的基础问题进行系统研究。 首先，计算了CeO2-B2O3-Mg反应体系的绝热温度和相关反应的吉布斯自由能变。结果表明:反应体系理论绝热温度大于2992K，远高于1800K的自蔓延判据，反应能自我维持发生。反应物中MgO稀释剂最大添加量为生成MgO理论量的1.194倍。标态下生成CeB6的吉布斯自由能变最负，说明生成物CeB6相最稳定。 其次，采用DSC技术对Mg-B2O3、Mg-CeO2和Mg-B2O3-CeO2反应体系做了相应差热分析，并探讨了反应机理。发现原料经球磨混料后，比表面积大大增加，在613℃时可发生剧烈的氧化还原反应，掩盖了低熔点原料的熔化吸热状态，反应放出的大量热致使Mg熔化并参与后续反应。分别对DSC曲线用Freeman-Carroll法做分析，计算其表观活化能依次为表观活化能相应的为14.88kJ·mol-1、163.133kJ·mol-1、23.03kJ·mol-1，得出其反应级数分别为0.44、1.36、1.31，其反应机理为固-固-液-固的反应。 再次，考察了反应物配比、球磨工艺条件以及添加剂等对自蔓延反应过程和产物性能的影响。结果表明:自蔓延反应产物由CeB6、MgO以及Mg3B2O6相组成;酸浸产物为单一的CeB6相，其纯度大于97％。分析发现，随着Mg过量度的增大，最终产物粒度逐渐减小，合适的过量度为10％。镁过量度高时，由于Mg的挥发损失加剧，会造成产品收率降低。添加KClO3能提高了反应温度，并促使CeB6晶粒变大。当球磨转速为350rpm，球磨20min时，所得的CeB6粒度为纳米级CeB6。在大气气氛中进行自蔓延反应所得的CeB6颗粒分布不均匀，粒度大小不一，产物中出现了絮状产物。 CeB6空气中的氧化动力学曲线表明:CeB6具有很强的抗氧化性，其氧化过程为分步氧化，首先在750℃左右开始氧化，然后在1020℃附近又发生显著氧化。其氧化反应的表观活化能分别为200.09 kJ·mol-1、312.10 kJ·mol-1，反应级数分别为0.69和0.4。 以上研究结论将为自蔓延冶金法制备CeB6超细微粉的工业化应用提供了理论依据和试验指导。