机械合金化-热压烧结制备金属间化合物Fe_3Si

采用机械合金化(MA)和真空热压烧结(HP)法制备金属间化合物Fe3Si。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差热分析(DTA)和振动样品磁强计(VSM)分别用于分析化合物的物相、显微形貌、致密度和磁学性质。研究表明球磨55h可达到完全合金化,Si溶入Fe中形成饱和固溶体α-Fe(Si),晶粒尺寸约7～8nm。热压烧结后,α-Fe(Si)固溶体发生有序转变生成Fe3Si。磁性能测量表明:样品的矫顽力随烧结温度的升高而减小;随烧结时间的延长而减小;饱和磁化强度随烧结时间的延长而增大。     

氧化铝基复合陶瓷物理和力学性能的研究

采用热压烧结致密化工艺,在1 550,1 600,1 650℃3个不同的烧结温度下,烧结制备了Si3N4含量从0.25w%到6w%的Al2O3/Si3N4纳米复相陶瓷.对所制备的试样进行了密度、硬度、断裂韧性的测试.实验结果表明,所有试样达到了较高的致密度,且致密度随烧结温度的升高而增加.硬度在Si3N4含量为0.75w%和3w%时达到峰值.韧性在Si3N4含量3 w%达到峰值.材料的性能较纯Al2O3陶瓷有较大幅度提高.     

热压烧结AlON透明陶瓷的烧结行为及性能

本文以醇盐水解法自制的γ-Al2O3粉体为原料,利用热压反应烧结技术,在N2气氛中一步制备得到γ-AlON透明陶瓷,并着重研究了Y2O3和MgO两种氧化物烧结助剂及其含量对产物的烧结性能及透光性的影响。结果显示加入Y2O3或MgO作为烧结助剂,不但有助于促进固相反应进行,还可通过形成固溶体大大改善烧结性能。较MgO而言,采用Y2O3作为烧结助剂的产物的硬度及相对密度均更好。添加1wt%Y2O3,在1950℃热压条件下即可得到γ-AlON透明陶瓷。XRD、SEM及密度测试结果表明产物的物相组成单一、内部结构致密,其相对密度可达99.22%。IR分析结果显示该样品在1.5~4.5μm的红外波段内具有可透过性,最大透过率为18.42%(2.5μm处)。     

球磨时间对热压烧结制备TiC-CoCrFeNi复合材料微观组织及力学性能的影响

采用机械合金化-热压烧结法,制备TiC-CoCrFeNi复合材料,研究球磨时间对材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:Co,Cr,Fe和Ni粉体在球磨10h后形成fcc结构的单相固溶体。经1200℃/1h热压烧结后,烧结体中生成TiC和Cr7C3结构的碳化物,并弥散分布于CoCrFeNi固溶体中。球磨时间显著改变了烧结体中碳化物的数量和尺寸,进而影响材料的力学性能。在球磨10h时,烧结体中纳米级TiC相急剧增多,此时复合材料的硬度(671HV)和屈服强度(1440MPa)达到最大值。     

用高能球磨法制备的细晶Al-50Si合金的组织与性能

用高能球磨工艺制备Al-50Si合金粉末,将粉末经冷压、烧结、热压等工艺制备出Al-50Si合金块体材料,对球磨粉末和块体样品进行了显微组织观察、EDS分析和XRD分析,测定了块体样品的密度、硬度和热扩散系数.结果表明:高能球磨后Al-50Si合金粉末的硅粒子明显细化,其尺寸分布为1-15μm;在烧结过程中块体样品的硅粒子长大,其尺寸增大到5-30μm;Al-50Si合金块体材料具有较高的密度和硬度,其室温热扩散系数为55mm2·s-1.     

TiN/Si_3N_4复相导电陶瓷的制备及其性能

以铁尾矿为主要原料经碳热还原氮化制成的Si3N4粉和高钛渣作为原料,常压烧结制备了TiN/Si3N4复相导电陶瓷。利用XRD对其相组成进行了表征,研究了初始原料中TiO2加入量对材料致密度、力学性能和导电性能的影响。结果表明,烧结产物主要由Si3N4和TiN组成,随初始原料中TiO2加入量的增加,烧结产物中TiN相含量增加;初始原料中TiO2加入量为25%(质量分数)时烧结试样的体积密度为3.32g/cm3,硬度为8.97GPa,抗弯强度为79MPa。最少需加入20%左右的TiO2,材料中的TiN才能形成导电网络,此时材料的电阻率为4.25×10-2Ω.cm。     

Cu的加入对Fe3Si材料在NaCl溶液中的腐蚀行为的影响

以原子比为3：1的Fe粉和Si粉球磨20h后，将球磨得到的Fe（si）粉末和混合了质量分数为5％Cu的Fe（Si）-Cu粉末，在1O00±30℃，20MPa的压力下通过热压烧结的方法制备了Fe3Si和Fe3Si--Cu复合材料。文章通过浸泡腐蚀和电化学腐蚀两种方法讨论了Fe3Si和Fe3Si--5％Cu复合材料在NaCl溶液中的腐蚀行为。实验表明，两种材料在NaCl溶液中的腐蚀过程都是活化过程，Fe3Si在不同摩尔浓度的NaCl溶液中的腐蚀性能要比Fe3Si-5％Cu要好，浸泡腐蚀速率要小，自腐蚀电流也小。     

过喷粉热压烧结Al50Si50合金的摩擦磨损性能研究

利用喷射沉积过喷粉热压烧结制备了 Al50Si50合金,用 MMW-1型立式万能摩擦磨损试验机来测试不同热压烧结工艺条件下所制备合金的摩擦磨损性能,用金相显微镜和扫描电镜观察其组织和磨损形貌,并分析其磨损机理。研究结果表明：随着烧结压力增加、温度升高、时间延长,热压烧结试样的密度和致密度增加,摩擦系数和比磨损率降低。试样的磨损过程中存在磨料磨损和黏着磨损两种机制,且由于摩擦磨损过程中 Si 相的存在导致材料以磨料磨损为主。     

烧结温度对Fe/FeAl_2O_4金属陶瓷材料的性能影响

以Fe/FeAl_2O_4为原料利用等离子放电热压烧结制备金属陶瓷,研究不同烧结温度对制备出的金属陶瓷致密性、微观组织与性能的影响。结果表明:在1300℃~1500℃范围内,随着烧结温度提高,致密性和弯曲强度先升高后略微下降,金属陶瓷的硬度提高,在烧结温度为1450℃时金属陶瓷相对密度达到97.23%,弯曲强度为313.5MPa,硬度为3250.55MPa。     

快速致密化制备SiCp/Fe复合材料及其性能研究

研究了一种电流直加热动态热压快速致密化工艺,采用此工艺克服了粉末冶金法和铸造法的局限性,快速制备了10vol%SiCp/Fe复合材料,考察了材料在不同烧结电压和不同烧结时间情况下的致密化行为及其力学性能,结果表明此工艺制备的10vol%SiCp/Fe复合材料,相对密度达到99.6%,布氏硬度为477HB,抗拉强度为912MPa,显微组织细小均匀.     

Structural and mechanical behaviour of 5% Al2O3-reinforced Fe metal matrix composites (MMCs) produced by powder metallurgy (P/M) route

The aim of this paper is to investigate the effect of sintering temperature and time on the properties of Fe–Al₂O₃ composite (5 wt% Al₂O₃; 95 wt% Fe) prepared by powder metallurgy process. X-ray diffraction, microstructure, density, hardness and compressive strength of prepared samples have been investigated. XRD studies show the presence of Fe and Al₂O₃ along with iron aluminate phase. Iron aluminate is formed as a result of reactive sintering between iron and alumina particles. Microstructural examination of the specimen showed a dense structure with nanosize dispersion of the reinforcement of ceramic phase. Density as well as hardness of specimens depend on the formation of iron aluminate phase, which in turn depends on sintering temperature and time.     

AZ91镁合金表面MgFe_2O_4薄膜的溶胶-凝胶法制备及其耐蚀性能

MgFe2O4耐酸耐碱,但目前还未见将其制成镁合金防腐蚀涂层的报道。采用溶胶-凝胶法在AZ91镁合金表面制备了MgFe2O4薄膜,利用正交试验研究了镀膜层数、溶胶中Mg2+与Fe3+的摩尔比、烧结温度、烧结时间对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响,得出最优方案,并研究了优化条件制备的膜试样的组织结构及耐蚀性。结果表明:各因素对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响程度由大到小依次是镀膜层数、烧结温度、nMg2+/nFe3+、烧结时间;最优条件是镀膜1层,nMg2+/nFe3+=0.35,烧结温度400℃,烧结时间5 h;与AZ91镁合金基体相比,优化条件制备的MgFe2O4薄膜的自腐蚀电流密度降低了1个数量级,自腐蚀电位正移了690 mV,耐腐蚀性能得到很大提高。     

Si_3N_4原位增强Cu基复合材料的制备

采用感应炉熔炼及水雾化工艺制得了Cu-Si合金粉末,经N2、H2混合气体选择氮化和真空放电等离子烧结(SPS)成型,制备得到了Si3N4原位增强Cu基复合材料(Si3N4/Cu),利用萃取法研究了选择性氮化产物及其晶体结构。结果表明:复合粉末中N含量随氮化温度的升高和氮化时间的延长而增大。在1 000℃下氮化,持续时间大于60h时,粉末中的N含量明显提高;Cu的衍射峰出现整体向大角度方向的明显偏移,同时晶格常数变小,表明Si从Cu基体中脱溶,与N反应生成Si3N4;Si3N4/Cu复合材料的增强体以β-Si3N4为主;随着氮化温度的升高和氮化时间的延长,Si3N4/Cu复合材料的电导率和硬度逐步提高。     

高能球磨法制备Ag-Cr触头合金

采用机械合金化方法制备Ag-Cr合金,研究不同球磨时间对粉末晶体结构、晶粒尺寸、微观应变和表面形貌的影响,不同转速、相同球磨时间对粉末结构的影响以及合金密度、硬度随烧结温度的变化。结果表明:当机械球磨给予合金粉末足够的能量,就能够让铬固溶在银中形成过饱和固溶体;随着高能球磨时间的延长,晶粒逐渐细化、微观应变量逐渐变大,球磨65h时,平均晶粒尺寸为18.40nm,微观应变量为0.14%。烧结温度为850℃时,合金维氏硬度值约达99,密度达9.35g/cm3。     

粉末冶金制备工艺对TiC增强高铬铸铁基复合材料性能的影响EI北大核心CSCD

采用高能球磨和真空烧结的方法制备TiC增强高铬铸铁(HCCI)基复合材料。利用SEM,DSC等方法对不同球磨时间的粉末进行分析,研究不同烧结温度对高铬铸铁基复合材料的显微组织、硬度及密度的影响,比较相同工艺下复合材料与高铬铸铁材料的耐磨性。结果表明:球磨12 h后的粉末颗粒大小趋于稳定,粉末活性提高,烧结性能改善,烧结试样中TiC均匀地分布在基体中。随着烧结温度的升高,复合材料内部晶粒逐渐长大,密度和硬度逐渐提高。在1280℃超固相线液相烧结的条件下烧结2 h后,致密度达94.17%,硬度和抗弯强度分别为49.2HRC和980 MPa。在销盘磨损实验中复合材料的耐磨性为单一高铬铸铁材料的1.52倍,磨损机制为磨粒磨损+轻微氧化磨损。     

机械合金化与放电等离子烧结制备Fe-Fe3Al材料

为开发新型金属材料,采用机械合金化与放电等离子烧结的方法制备Fe-Fe3Al合金.根据Fe-Al二元相图与研究经验,对成分及工艺进行优化设计.用X射线衍射仪(XRD)对成分进行了定性分析,用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的表面与断口形貌,进行了能谱分析,并测试了致密度、显微硬度(HV)及抗弯强度、抗拉强度等力学性能.结果表明:对粉末进行预球磨,并在球磨前后对粉末进行搅拌混合处理,能更好地促使Fe与Al在高能球磨的过程中反应;经放电等离子烧结能够制备出Fe3Al/Fe两相材料,相对密度为99%以上,硬度为HV561,抗弯强度1426 MPa,抗拉强度640 MPa,力学性能优于文献报道的值.     

纳米Fe-Cu粉末的制备及其对铁基压坯烧结行为的影响

以化学共沉淀法制备出纳米Fe-Cu复合粉末并对其性能进行了表征,分别以此纳米Fe-Cu粉末和电解Cu粉与铁粉进行混合获得铁基粉末混合料,成形压坯在H2气氛中不同温度下进行烧结,测定基加入不同形态Cu(合金）粉末铁基烧结坯的烧结性能,结果表明,在相同的Cu添加量及烧结条件下,添加纳米Fe-Cu粉末较加入电解Cu粉于铁基压坯中可以明显地提高压坯烧结后的密度,硬度及强度等性能,而添加纳米Fe-Cu粉末压坯在较低温度下烧结可达到添加电解Cu粉压坯在较高温度下烧结后的性能水平,说明采用纳米Fe-Cu粉末形式向铁基压坯中引入Cu有利于制备高密度,高性能的铁基烧结材料。     

微波烧结SiC颗粒增强铝基复合材料

采用微波烧结的方法,在烧结温度分别为680℃,710℃,740℃,770℃,800℃制备了15％的SiCp／Al复合材料。探讨温度对材料的致密度和力学性能的影响。结果表明：致密度和材料硬度及冲击韧性随温度变化呈马鞍形,在770℃样品的密度和硬度及冲击韧性达到最佳值,分别为2．62g／cm3,42．6MPa,40J／cm2。结论：用微波烧结SiCp／Al复合材料可在短时间内使样品达到烧结致密化,缩短烧结时间,节约能源。     

Characteristics evaluation of SiC/Si nanocomposites produced by spark plasma sintering

SiC–Si composites are widely used either as a bulk material or as a matrix for fibre reinforced ceramics. In the current research, nanocomposites of SiC–Si with different volume fractions of Si were sintered by spark plasma sintering (SPS) for the first time. The effect of Si content and different sintering parameters on relative density, microstructure, hardness and fracture toughness of the sintered materials have been investigated. The relative density increased from about 83 to 99% by increasing the sintering temperature to 1700°C, sintering time to 10?min, and pressure to 70?MPa for composites containing >20?vol.-% Si. The results revealed that the full dense SiC–20?vol.-%Si composite can be obtained by SPS at 1700°C, 10?min and 70?MPa. Moreover, in this condition, the hardness and toughness of the composites reached the optimum values.