对中温烧结Ta-W-Y合金条体胀现象的探讨

对Ta－W－Y合金条在中温烧结过程中所出现的体胀现象进行了研究，分析了引起体胀的根本原因及体胀率与烧结温度、W含量的关系，提出了解决粘条问题的两段烧结法．||关键词##4Ta－W－Y合金条;;中温烧结;;膨胀;;粘结     

TiB2对Ta-W合金氧化行为的影响

采用热压烧结制备Ta-W合金和Ta-W-TiB₂合金,研究两种合金在700、800和900℃的高温氧化行为,通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察和能谱分析对合金的氧化层组分和组织形貌进行分析。结果表明:两种合金经热压烧结后的相对密度均达到97%以上,可以实现致密化。在氧化温度范围内所有合金的氧化动力学曲线都遵循直线规律,氧化温度升高氧化速率逐渐增大。Ta-W合金的氧化产物为Ta₂O₅固溶体,Ta-W-TiB₂合金的氧化产物为Ta₂O₅固溶体和TiO₂氧化物。在700~800℃下,稳定的TiO₂提高了Ta-W-TiB₂合金的抗氧化能力,但在900℃时,TiO₂的破坏大大减弱了氧化层对基体的保护能力。     

工艺因素对B4C-AlB12-Al复合材料力学性能的影响

采用粉末冶金法,以B粉、Al粉、B4C粉为原料,在高纯氩气保护条件下,烧结制备了B4C-AlB12-Al复合材料.利用XRD和SEM对其物相组成和显微结构进行表征,研究了初始原料中Al加入量、烧结时间、烧结温度对材料力学性能的影响.结果表明:烧结试样中除含有B4C,AlB12,Al外,还含有Al3BC和少量Al2O3相;升高温度和延长烧结时间均不利于提高材料的抗弯强度;随原料中Al加入量的增加,材料的力学性能先增加后降低,原料中Al加入量(质量分数)为39.71%时试样的硬度最高为661.43 MPa,Al加入量为45.85%时抗弯强度最高达64.15 MPa.     

莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷的制备及抗压强度研究

以碳化硅微粉作为原料,并选用Al2O3、高岭土和Mg O作为烧结助剂,同时选用羧甲基纤维素钠(CMC)、聚丙烯酰胺(PAM)和可溶性淀粉作为添加剂,通过有机泡沫浸渍法制备出莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷材料。研究了不同原料组成、不同烧结温度等工艺参数对所制备的莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷物相组成、微观结构的影响,同时对莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷的孔隙率、力学性能进行了测试。研究结果表明:莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷的微观结构控制主要受碳化硅含量的影响,随着碳化硅含量的增加,莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷的孔隙率有明显的降低,但抗压强度随之提高;随着烧结温度的提高,孔棱的致密度增加,抗压强度亦显著提高;莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷的最佳烧结温度为1600℃,陶瓷粉料中最佳的Si C含量为35%。在1600℃烧结温度下,碳化硅的含量为35%时,获得了孔隙率为76.19%和抗压强度为4.63 MPa的莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷。     

固相烧结反应法制备IGZO粉末

以高纯度的ZnO、In2O3和Ga2O3等氧化物粉末为原料,经过球磨充分混合并细化后,采用固相烧结反应法制备IGZO(indium gallium zinc oxide)粉末,利用X射线衍射(XRD)与扫描电镜(SEM)对该粉末的物相组成、颗粒表面形貌与粒径等进行观察与分析,研究烧结温度、保温时间及球料质量比对IGZO粉末形貌与结构的影响。结果表明:在保温时间为6 h的条件下,烧结温度为1 100℃时,Ga2O3和ZnO反应生成ZnGa2O4,所得粉末以ZnGa2O4相为主,仍有In2O3未发生反应;在1 200和1 300℃下烧结均可得到表面形貌不规则的In Ga ZnO4单相粉末,1 200℃下烧结的粉末粒径明显小于1 300℃烧结粉末的粒径。1 200℃下烧结4 h及以上即可保证固相反应完全,得到InGaZnO4单相粉末。随球料质量比增大,粉末颗粒细化。球料质量比为10:1和15:1条件下制备的IGZO粉末粒径相近,但明显比球料质量比为5:1条件下制备的粉末更细。     

轧膜成形制备石墨/Cu复合材料及其性能研究

以电解Cu粉和鳞片状石墨粉为原料,聚乙烯缩丁醛(PVB)为粘结剂,环己酮为增塑剂,通过有机基轧膜成形法制备出石墨/铜(C/Cu)复合生坯;随后在H_2气氛中烧结,制备出C/Cu复合材料,考察了粘结剂含量、烧结温度等对所制备复合材料组织和性能的影响。结果表明:轧膜成形可以制备厚度0.4~1.0 mm的薄片状C/Cu复合材料;粘结剂含量对C/Cu轧膜生坯和最终复合材料的组织性能有显著影响;随着烧结温度的升高,C/Cu复合材料的性能提高,4.0%粘结剂含量的C/Cu生坯经970℃烧结后的相对密度达91.4%、电导率为44.4%IACS、维氏硬度为72.2 HV。     

811三元材料烧结工艺的研究

以共沉淀法合成的前驱体为原料,通过前驱体、锂源等物料的热分析结果,结合一系列烧结实验,最终确定针对811高镍三元材料的烧结工艺制度。采用XRD、SEM、TGA/DSC、粒度仪、蓝电测试柜、GSAS精修软件、ICP、比表测试仪对材料的结构、形貌、理化性能以及电化学性能进行表征分析。结果表明在500℃预烧温度,800℃烧结温度下材料的理化性能能达到最佳状态,表面残锂为0.99%,锂镍混排度为0.8%,同时在此烧结制度下材料的电性能发挥也能达到最佳状态,0.2C首次放电比容量为202.5mAh/g,效率85%,在1C的放电电流下的比容量为190 mAh/g。     

Ta及Ta-W合金真空渗碳工艺研究

对Ta及Ta-W合金进行渗碳处理,在表面获得一定厚度的渗碳层,可以有效的提高其使用性能。对Ta及Ta-W合金进行真空渗碳处理,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和金相显微镜(OM)研究了不同渗碳时间和渗碳温度对样品渗碳结果的影响规律,分析了合金元素W对Ta-W合金渗碳结果的影响。结果表明:在1300℃下渗碳5 h,纯Ta渗碳层表面物相为Ta,Ta C及Ta2C三相共存;随着渗碳时间的延长,渗碳层中Ta及Ta2C含量逐渐减少,渗碳10 h时,Ta及Ta2C相消失并全部生成Ta C相。在本文的渗碳条件下,W不与C原子发生反应生成碳化物,而是仍以溶质原子的形式固溶于晶体内部。在1300～1500℃范围内,随渗碳温度升高,渗碳层厚度增加;随着渗碳时间的延长,渗碳层厚度增加;提高渗碳温度有利于Ta C相的形成; 1500℃下渗碳10 h,钽的渗碳层厚度可达35～40μm。在1500℃下渗碳5 h,Ta渗碳层厚度约20μm,Ta-2. 5%W为10～12μm,Ta-7. 5%W渗碳层厚度仅为7～8μm,表明随着钽钨合金中W含量的增加,渗碳速率降低,相同时间内获得的渗碳层厚度越薄。     

碳热还原法制备LiFePO4/C锂电池正极材料的研究

以Fe2O3为铁源,NH4H2PO4为磷源,Li2CO3为锂源,蔗糖为碳添加剂,应用碳热还原一步烧结法制备了LiFePO4/C复合粉体材料,系统的研究了烧结温度、烧结时间和锂铁比对样品电化学性能的影响。研究结果表明,对电化学性能影响因素最大的是烧结温度、其次是锂铁比,最后是烧结时间。当烧结温度为700℃、锂铁比为1.00、烧结时间为12 h时样品所得的电化学性能最佳,它在0.1C,0.5C和1.0C倍率下的首次放电比容量分别为130.1,118.2和105.6 mAh.g-1,经20次循环后,不同倍率下样品的容量的保持率分别为99.8%,98.9%和97.5%。     

温度对B4C-AlB12-YAG复合材料烧结行为的影响

以Y2O3、Al2O3和AlB12为烧结助剂,在真空碳管炉中、氩气保护条件下,升温烧结制备B4C陶瓷.利用XRD和SEM对其物相组成和显微结构进行表征,研究了温度变化对材料质量损失率和体积收缩率的影响.结果表明,1400℃烧结试样中Y3Al5O12(YAG)已经大量形成,并随温度的升高逐渐减少,1700℃时完全消失;AlB12的加入能够降低Y3Al5O12的形成温度,有利于形成液相,促进材料的致密化.随烧结温度的提高,材料的质量损失率迅速增加,材料的体积收缩率逐渐加大;1700℃时,含Al氧化物的大量损失,是材料出现质量损失的主要原因.     

粉末冶金钛合金SP-700的制备

以Ti、Fe、Mo元素粉及60A140V中间合金粉为原料,通过混料、模压和真空烧结,制备粉末冶金SP-700钛合金,系统研究粉末原料、压制压力及烧结温度等工艺参数对合金相对密度、组织和性能的影响。结果表明,随着压制压力增加,SP-700压坯与烧结体的相对密度均提高;用平均粒度低、氧含量高的Ti粉为原料制备的压坯密度低,而烧结体密度高;烧结温度升高使烧结体密度略微增大。SP-700烧结体组织为晶界和晶内旺层片分布在β基体上;烧结体的性能受粉末原料及烧结温度的强烈影响。与Ti-6Al-4V合金相比,SP-700具有更加细小的组织和更优异的性能。制备SP-700烧结体的最佳工艺以及制品的性能参数为：采用低氧钛粉（0．15％O,平均粒度为73．6μm）,在500MPa压力下压制成形、在1260℃真空烧结5h;相对密度达96．3％,抗拉强度为1008MPa,屈服强度为931MPa,伸长率达4.3％。     

透明导电材料Cd_2SnO_4的制备Ⅰ-固相烧结制备原料粉体

将不同配比的Cd O与Sn O2原料粉体充分混合后在750℃,850℃,950℃,1050℃,1150℃温度下进行无压烧结。采用XRD衍射仪和四探针电阻测试仪分析原料配比与烧结温度对无压烧结Cd2Sn O4靶材结构演化和电阻率的影响。结果表明:750~850℃低温无压烧结时,扩散反应发生缓慢,只有少量的Cd2Sn O4生成,大部分Cd和Sn元素以氧化物的形式存在。950~1050℃无压烧结,随着温度升高,扩散反应速率较快,发生大量合成反应生成Cd2Sn O4,当Sn O2过量时,Cd O完全参加反应。当温度上升至1150℃时,Cd2Sn O4含量大幅度增加,伴随出现第二相Cd Sn O3。四探针测试结果显示:随着温度的升高,Cd2Sn O4主相含量增加,靶材电阻率逐渐降低至19.9×10-3Ω·cm。根据无压烧结实验的固相演化规律,采用2∶1化学计量比的Cd O与Sn O2粉体为原料,充分混合后在1000℃下煅烧2~3小时,可得到均匀单相亮黄色Cd2Sn O4原料粉体。     

粉末烧结Cu-C-SnO2多孔材料摩擦磨损特性研究

铜-石墨复合材料是一种优良的导电耐磨材料,但铜与石墨润湿性很差,导致材料的耐磨性能不足。本文通过向原料中加入与石墨亲和性良好的SnO₂,利用粉末冶金的方法制得Cu-C-SnO₂多孔材料,研究了烧结温度及成分配比对烧结体孔隙率、物理特性及摩擦磨损性能的影响。结果表明:烧结体的孔隙率随烧结温度升高而降低,随石墨/SnO₂质量比增大而增大,随非金属/Cu质量比增大而减小;烧结体的密度、硬度、渗油率等与孔隙率密切相关,随孔隙率升高,密度和硬度呈降低趋势,渗油率呈上升趋势;但试样硬度受Cu₂O产生和Cu颗粒再结晶的影响而变化复杂,在烧结温度830℃附近出现突变。干摩擦条件下,试样摩擦磨损特性受材料硬度和石墨相自润滑作用等多重因素影响而变化复杂,随试样硬度和石墨含量的升高而降低;渗油后试样的摩擦磨损特性则主要受油膜润滑控制,与干摩擦相比,相对摩擦因数和磨损率均显著减小,试样磨损率随渗油率的增大而减小,但在石墨/SnO₂质量比0.155附近存在突变。     

CaO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷致密化及导电性能的影响

研究了CaO的添加量和烧结温度对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷的物相组成、致密度和导电性能的影响.结果表明:0%～4% (质量比,下同)CaO含量范围内,烧结样品的XRD图谱仅有NiO和NiFe2O4的衍射峰.CaO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷具有明显的助烧作用.材料在烧结温度为1 200 ℃,CaO掺杂量为2%时,致密度达到最大为98.75%,比相同温度下未掺杂CaO的样品提高20%左右.CaO掺杂量对1 200℃烧结的10NiO-NiFe2O4复合陶瓷的电导率影响显著.当CaO掺杂量为0%～1%时,材料电导率在500～650℃区间出现1～2个数量级的突降;当CaO质量分数为2%和4%时,材料电导率在30～960℃范围内随着测试温度的升高而增大;其中,添加2?O样品的电导率在960℃下可达到最大为16.29 S/cm.     

硫酸渣含碳球团高温焙烧试验研究

基于转底炉直接还原工艺,以硫酸渣为原料进行压团、焙烧,通过正交试验研究了C/O、还原温度、还原时间等参数对球团金属化率和抗压强度指标的影响,并对其影响规律进行了分析.实验得出最佳工艺参数为:还原温度1 280℃;C/O比1.2;还原时间24 min.在此参数下,含碳球团的金属化率为89.79％,抗压强度为6 703 N/P.X光衍射(XRD)分析也证明,硫酸渣经过还原后出现了大量金属铁,表明采用转底炉工艺切实可行.     

稀土氧化物对碳化硼陶瓷性能的影响

以稀土氧化物为主要烧结助剂,以碳化硼粉末为基体,采用真空热压烧结技术制备出碳化硼陶瓷.研究了成分配比、烧结工艺对材料致密度及力学性能的影响;分析了稀土氧化物对烧结温度及材料性能的影响,并确定最佳烧结温度;探讨不同添加剂对碳化硼陶瓷显微结构影响及烧结机理.结果表明,以稀土氧化物为主要烧结助剂,其烧结温度降低约80℃;碳化硼陶瓷的最佳材料配方与烧结工艺为:m(B4C):m(La2O3):m(Al2O3):m(C)＝70:6:12:12,烧结温度1 850℃,压力20MPa,保温时间1h;所得碳化硼陶瓷性能:相对密度92.5%,抗弯强度156.76MPa,硬度97HRA;分别以氧化铝和活性碳、氧化钇、氧化镧、氧化钇和氧化镧为烧结助剂时,碳化硼陶瓷烧结过程中形成的新相分别为Al8B4C7、Y3Al5O12、LaAlO3、(Y3Al5O12 LaAlO3).其中含稀土相,尤其是新相LaAlO3与碳化硼颗粒表面有良好的结合,因此提高了致密度,降低了烧结温度.     

TiB2/SiC陶瓷复合材料制备工艺的研究

以TiO2、B4C和C为原料,基于原位合成法在SiC基体中生成TiB2颗粒,并采用无压烧结法制备出TiB2/SiC复合陶瓷.通过对复合材料制备工艺的研究,发现:高于1 300℃的预烧结能形成TiB2/SiC复合陶瓷坯体.C含量、烧结温度和保温时间对复合材料的相对密度均有影响.当C含量(质量分数)为4%时、在1 400℃...     

冷压烧结法制备Cu-15%Cr_2AlC复合材料工艺研究

以自制的高纯Cr2Al C陶瓷粉体和工业纯铜为原料,采用冷压真空烧结技术制备了Cu-15%Cr2Al C(体积分数)复合材料。通过正交优化试验探讨了压制压力、烧结时间及烧结温度对复合材料相对密度、显微硬度的影响,并对复合材料组织进行扫面电镜分析。结果表明:压制压力对复合材料性能的影响大于烧结时间和烧结温度;随着压制压力的增加,复合材料的相对密度和显微硬度逐渐升高;Cr2Al C颗粒弥散分布于Cu基体中;压制压力为500发MPa,烧结时间为1 h,烧结温度为1 000℃,密度为6.91 g/cm3,相对密度达到97.26%,显微硬度为158.93 HV,压溃强度为280 MPa。     

钛酸钡超细粉体的共沉淀法制备及陶瓷的性能研究

以TiCl4和BaCl2·2H2O为原料,NH4HCO3和NH3·H2O为沉淀剂,采用化学共沉淀方法制备钛酸钡粉体。研究了钛酸钡粉体的合成条件对产物纯度、颗粒粒径、颗粒形貌及瓷体介电特性等影响。使用X射线衍射仪、激光粒度仪、扫描电子显微镜等进行测试分析,找出了较佳的制备条件。结果表明:采用适宜的原料配比Ba/Ti=1:1、反应温度20℃、NH4HCO3/Ba2+值为1.2、煅烧温度950℃等条件,可制得颗粒质量中位径D50为270nm、粒度分布均匀的四方相钛酸钡粉体。瓷体的烧结温度为1260℃,烧结时间为2h时,瓷体的密度最大,常温介电常数达到1763。     

机械活化-放电等离子烧结FeAl/Al2O3复合材料

利用机械活化-放电等离子烧结的方法,将Fe-Al-Al2O3粉末经机械活化后快速烧结,得到致密且晶粒细小的FeAl/Al2O3,块体复合材料.研究表明,在球粉质量比13:1、转速170r/min、球磨时间25h的球磨条件下,Fe-40%(原子数分数)Al-10%(质量分数)Al2O3粉体中的纳米级Al2O3颗粒,在细化和活化Fe、Al金属粉末的同时,还能有效地阻止金属粉末在烧结前合金化生成金属间化合物.在烧结压力40MPa、烧结温度1 050℃、加热时间15min、保温时间10min的工艺条件下,制备的FeAl/Al2O3复合材料的相对密度达96.4%.