镍添加量对W-Ni-Sr电极材料组织和性能的影响

采用粉末冶金工艺制备W-Ni-Sr电极材料，采用光学显微镜和扫描电镜/能谱分析研究了W-Ni-Sr电极材料组织形貌和晶粒大小的变化，测试了材料的密度、硬度、电导率和热导率。研究了镍添加量（0～5%）对W-Ni-Sr电极材料组织性能的影响。结果表明，Ni对电极材料起到活化烧结的作用，添加1%镍即可使材料相对密度达97%以上；然而镍添加量增多，会增大材料的逸出功，对电极材料的电子发射不利，同时降低材料的熔点、电导率、热导率，对抗烧蚀性能不利。综合分析认为，镍的最佳添加量为1%。     

电场活化烧结制备Cu-10Cr-0.5Al_2O_3复合材料

对Cu-10Cr-0.5Al2O3(质量分数,%)混合粉末及球磨复合粉末,采用电场活化烧结技术制备高强高导电铜基块体材料,并研究脉冲峰值电流和通电烧结时间对烧结材料组织和性能的影响。结果表明,随着脉冲峰值电流增大,烧结材料的相对密度和导电率均提高,相对密度最高可达99%,硬度和抗弯强度则先上升后下降。当脉冲电流峰值为2.94 kA时,烧结材料具有较好的综合性能,相对密度、硬度、抗弯强度和电导率分别为97.5%、285HV、911MPa和50IACS%;随着通电烧结时间延长,烧结材料的密度、硬度、抗弯强度和导电率均逐渐上升,但烧结时间过长会引起硬度轻微下降;对Cu-10Cr-0.5Al2O3混合粉末进行球磨虽导致烧结材料的电导率下降,但可显著提高材料的硬度和抗弯强度。     

TiC颗粒增强铜基复合材料的研究

以电解铜粉和TiC粉为原料, 采用粉末冶金法制备了增强体质量分数为5%、10%、15%、20%的TiC颗粒增强铜基复合材料。通过对显微组织的观察和对相对密度、硬度、电导率、磨损率、摩擦系数的测试, 研究了增强相质量分数、烧结温度对复合材料组织性能的影响。研究结果表明, TiC颗粒除少量团聚外均匀分布在基体上, 并与基体结合良好; 随烧结温度升高, 铜基复合材料的密度和硬度均有所增加; 随增强相质量分数的增加, 硬度增加, 相对密度和电导率均有所下降; 磨损率则表现为先降低后有所增加的趋势, 磨损率在TiC质量分数为15%时最低; 铜基复合材料的摩擦系数明显低于纯铜, 其磨损机制主要以磨粒磨损为主。     

纳米AlN颗粒弥散增强铜基复合材料的制备及性能研究

本文采用高能球磨结合放电等离子烧结法制备了含不同质量分数AlN的AlN/Cu复合材料。研究了AlN质量分数对AlN/Cu复合材料微观形貌、相对密度、显微维氏硬度、拉伸强度、延伸率及导电性能的影响。结果表明:当AlN质量分数1.0%时,随着AlN质量分数的提高,复合材料的硬度、抗拉强度提高,断后伸长率、电导率降低。但当AlN质量分数为1.0%时,AlN/Cu复合材料相对密度为97.8%,显微硬度和抗拉强度分别达到了HV 119.5和259.7 MPa,电导率为49.30 mS·m~(-1),综合性能达到最优。     

FeCrBSi预合金粉末对金属注射成形316L不锈钢烧结性能的影响

研究了添加不同质量分数FeCrBSi铁基预合金粉末（FeCrBSi）作为烧结助剂对金属注射成形316L不锈钢（316L）烧结性能的影响,通过电子密度计、金相显微镜及洛氏硬度计等仪器分析讨论了烧结制品的烧结密度、金相显微组织及硬度等性能。结果表明:在1360℃烧结时,FeCrBSi与316L形成了超固相线液相烧结,液相的增加有利于烧结致密化,烧结密度随着FeCrBSi质量分数的增加而升高,孔隙度逐渐降低。当FeCrBSi质量分数为3%~5%时,烧结密度达到7.81~7.87 g·cm-3;当FeCrBSi质量分数增至7%时,烧结出现变形。制品硬度随相对密度的上升而提高,在FeCrBSi质量分数为3%时达到最大值（HRB 75）,此时力学性能亦表现优异。     

Al_2O_3含量对碳纳米管增强Cu基复合材料性能的影响

利用机械合金化法(MA)、磁力搅拌法(MS)、放电等离子烧结工艺(SPS)制备材料样品,研究了Al2O3含量对碳纳米管(CNTs)增强Cu基复合材料性能的影响。结果表明,加入Al2O3与碳纳米管增强相后的Cu基复合材料与纯Cu相比,磨损率降低了70.9%~85.7%,维氏硬度提高了11.6%~24.5%。当添加1.0%CNTs和1.6%Al2O3(质量分数)时所制备的复合材料的综合性能最优:相对密度为97.5%,维氏硬度为75.2 HV,热导率为272.45 W/(m·K),电导率为4.39×107Ω-1·m-1。     

喷雾干燥-氢还原制备超细/纳米晶W-10Cu粉末及其烧结行为

采用喷雾干燥-氢还原法制备超细/纳米晶W-10Cu(质量分数,%)复合粉末,并经过压制和烧结制备W-Cu复合材料,系统研究烧结温度和保温时间对该材料性能和组织的影响,以及在1 100～1 300℃温度范围内的烧结激活能。结果表明,W-10Cu还原粉末晶粒度仅为30～60 nm;在1 200℃烧结时开始发生明显的致密化行为;随烧结温度升高相对密度增大,当烧结温度升高到1 300℃时W-10Cu复合材料的相对密度为90%,但当温度达到1 460℃时有所降低。1 420℃保温90 min时材料相对密度高达99.1%,且此时晶粒度仅为1.8μm。W晶粒尺寸为30～60 nm的W-10Cu复合粉末在1 100～1 300℃烧结的平均激活能为129.14 kJ/mol。烧结温度为1 420℃时W-10Cu的电导率随保温时间延长先增大后减小,保温90 min时最大达到19 MS/m,超过国标有关规定。     

陶瓷颗粒增强扩散合金化钢复合材料的微观结构和力学性能

采用传统粉末冶金工艺制备了陶瓷颗粒增强Fe?0.5Mo?1.75Ni?1.5Cu?0.7C扩散合金化钢复合材料,选用的陶瓷颗粒为SiC、TiC和TiB₂。采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了烧结材料微观结构,并对烧结材料的硬度、强度和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明,由于SiC和TiB₂与基体的化学相容性好,陶瓷颗粒与基体界面结合良好;由于TiC颗粒具有极高的化学稳定性,TiC颗粒与基体界面结合情况不理想。随着陶瓷相含量（质量分数）的增加,添加SiC和TiC的烧结试样相对密度降低;添加TiB₂的烧结试样相对密度先增加后降低,当添加TiB₂质量分数为0.9%时达到最大值。随着陶瓷含量增加,添加SiC和TiB₂烧结试样的硬度增大,当陶瓷相质量分数超过1.2%时,硬度增加缓慢;添加TiC烧结试样的硬度先增加后降低,当添加TiC质量分数为0.9%时达到最大值。随着陶瓷相含量增加,添加SiC和TiC烧结试样的强度降低,少量添加SiC对强度没有明显损害;添加TiB₂烧结试样的强度先增加后降低,当添加TiB₂质量分数为0.6%时达到最大值（971.7MPa）,比基体提高了14.1%以上。添加陶瓷相对烧结钢性能的积极影响依次是TiB₂、SiC和TiC。     

WC含量对TiCN-HfN金属陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响

采用热压烧结技术制备了TiCN-HfN-WC金属陶瓷刀具材料, 研究了WC含量(质量分数)对金属陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响。结果表明: TiCN-HfN-32%WC金属陶瓷刀具材料由TiCN、(Ti, Hf, W)(C, N)、WC和MoNi组成, 材料中还含有极少量的(Ti, Mo, W)(C, N)固溶体, 材料内部形成了网状骨架结构。随着添加WC质量分数的增加, 材料中晶粒粒度降低, 添加WC可抑制材料中TiCN晶粒的生长, 起到细化TiCN晶粒的作用; 材料的相对密度、硬度和断裂韧度都具有先增大后减小的变化趋势, 材料的抗弯强度逐渐增大。当WC质量分数为32%时, 材料具有相对较好的综合力学性能, 其硬度为20.2GPa, 断裂韧度为7.1MPa·m1/2, 抗弯强度为1581.3MPa。     

新型自润滑模具材料的制备和高温性能研究

以铁镍基合金为基体, 添加硬质相Cr₂O₃及固体润滑剂CaF₂, 利用粉末冶金工艺制备了高温自润滑热锻模具材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及显微硬度计, 研究了烧结工艺对铁镍基自润滑材料力学性能的影响, 分析了Cr₂O₃和CaF₂对铁镍基自润滑材料烧结性能的影响, 并得到了最佳烧结工艺。结果表明: 当烧结工艺为1320℃、保温2 h时, 制备得到的铁镍基自润滑材料力学性能优越; 硬质相Cr₂O₃质量分数从0增加到30%, 试样相对密度下降4.0%, 硬度从HV 227.3增加到HV 342.8;固体润滑剂CaF₂质量分数从0增加到10%, 试样相对密度和硬度均下降; 通过600℃摩擦磨损实验发现, 随CaF₂质量分数的增加, 试样摩擦系数和磨损率先降低后升高; 当添加质量分数20% Cr₂O₃和8% CaF₂时, 自润滑模具材料的综合性能最佳。     

热等静压法制备大尺寸铝基碳化硼复合材料及性能研究

采用热等静压法制备铝基碳化硼复合材料(Al-B4C)板材,测试板材的密度和抗拉强度,并观察复合材料的微观组织和拉伸断口形貌。结果表明,Al-31%B4C(质量分数)板材的尺寸为3 mm×200 mm×5000 mm;Al-31%B4C复合材料的相对密度大于99.69%,抗拉强度大于300 MPa,断后延伸率大于3%,B4C颗粒均匀分布在基体中,并与基体紧密结合;Al-B4C复合材料板材的力学性能符合工程用中子吸收材料的要求。比较含不同质量分数B4C颗粒(10%、15%、20%、25%、30%、31%、35%、40%)的Al-B4C复合材料性能,当B4C质量分数为10%~40%时,随基体中B4C颗粒含量的增加,Al-B4C复合材料的密度和相对密度均逐渐降低;当B4C质量分数为10%~35%时,随基体中B4C颗粒含量的增加,Al-B4C复合材料的抗拉强度逐渐增大,断后延伸率逐渐降低。     

SiC晶须含量对镁基复合材料性能影响的研究

采用加压烧结法制备镁基复合材料,研究不同含量的SiC晶须对镁基复合材料密度、硬度、抗拉强度、抗压强度、摩擦磨损等性能的影响。结果表明:镁基复合材料的致密度并不随SiC晶须质量分数的改变而发生规律性变化;材料的硬度随着晶须质量分数的增加而增大;与基体材料ZK60相比,添加SiC晶须的镁基复合材料的抗拉强度、抗压强度、弹性模量、压缩模量和伸长率都有一定提高,当SiC晶须的质量分数为20.0%时,复合材料烧结体的常温力学性能最好;通过对烧结材料磨损量变化的分析,发现当SiC晶须质量分数为10.0%时,摩擦磨损性能最好。综合比较分析,SiC晶须的质量分数为15.0%时,增韧增强效果最佳。     

Si-Al电子封装材料粉末冶金制备工艺研究

采用粉末冶金液相烧结工艺制备了Si-50％Al（质量分数)电子封装材料。研究了压制压力、烧结工艺对材料微观组织及性能的影响。结果发现：低温烧结时，随压制压力增大，材料密度呈上升趋势，而高温烧结时，材料密度较高且变化不大；增大压制压力不仅提高了材料的致密度，而且改善了界面接触方式，在一定范围内使得材料热导率提高，但压制压力过大时，则会导致Si粉出现大量的微裂纹等缺陷，界面热阻急剧上升，从而降低热导性能；适当提高烧结温度和延长烧结时间可以提高材料的热导率。     

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.     

机械模具导向滑板Fe-Mo-石墨自润滑材料摩擦学性能研究

采用粉末冶金工艺,制备了3种不同石墨含量的Fe-Mo-石墨自润滑材料,测定了3种材料的密度、硬度和抗压强度,并对材料的组织和不同摩擦速率下的摩擦学性能进行分析和研究,最后采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对磨痕表面形貌和成分进行表征。结果表明,复合材料中石墨添加质量分数为1.0%时,材料组织以铁素体为主相,此时的摩擦系数较为稳定,磨损率随摩擦速率的提高而增大,磨损机制主要为粘着磨损;石墨添加质量分数高于1.0%时,材料组织以珠光体为主相,摩擦系数随摩擦速率提高而增大,但磨损率随之减小,且摩擦速率高于0.5m/s时,磨损率量级为10~(-8)cm~3/N·m,属于轻微磨损。材料中珠光体、Fe_2MoC的生成,以及摩擦过程中生成的Fe_2O_3、Fe_3O_4是Fe-Mo-石墨材料在高的摩擦速率下具有优良耐磨性的主要原因。     

添加剂对Ag/TiB2复合材料组织与性能的影响

研究了微量添加剂WO3对Ag/TiB2复合材料组织和性能的影响,采用扫描电子显微镜对Ag/TiB2复合材料的组织进行了表征,对硬度和电导率进行了测试.结果表明,WO3改善了复合材料的烧结性能和TiB2在Ag基体上的分布.与未添加Ag/TiB2复合材料相比,添加1.0%(质量分数)WO3后,Ag/TiB2复合材料的密度、硬度和电导率分别提高了8.0%、10.0%和47.0%,而且材料的塑性有所改善.     

添加青铜粉对烧结316L不锈钢组织和性能的影响

研究了添加青铜粉对316L烧结不锈钢的密度、硬度和微观组织的影响。结果表明：添加青铜粉末提高了316L不锈钢的生坯密度。烧结样品的密度和硬度均随青铜粉体积分数的增大而提高，烧结温度升高也有利于316L烧结不锈钢密度和硬度的增大，最佳烧结温度为1200℃左右。当青铜粉的体积分数为30％、烧结温度为1200℃时，316不锈钢的最大相对密度和硬度分别为95．1％和HRB83。添加青铜粉引起的液相烧结使不锈钢颗粒球形化趋势明显，颗粒表面平直化。     

碳纤维添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷材料组织和性能的影响

以Ti(C,N)、Mo_2C、Co、Ni、WC和C_f(碳纤维)为原料,通过粉末冶金工艺制备了不同添加量C_f增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料,研究了C_f添加量对金属陶瓷密度、硬度和抗弯强度的影响。结果表明,随着C_f添加量的逐渐增大,Ti(C,N)基金属陶瓷材料密度和硬度略有降低,抗弯强度先增大后减小;当C_f添加量(质量分数)为2%时,Ti(C,N)基金属陶瓷材料力学性能最佳,此时硬度为66 GPa,抗弯强度为672.6 MPa。     

循环镀液电沉积法制备Fe-Si镀层试验研究

研究了采用硅质量分数为50%的Fe-Si合金颗粒为原料,以循环镀液电沉积法制备Fe-Si复合镀层,考察了电极位向、镀液流速、颗粒质量浓度及电流密度对Fe-Si复合镀层形貌及硅质量分数的影响。结果表明:采用竖直电极电镀时,当电镀槽镀液向下循环搅拌时,获得的镀层中硅质量分数较低;当镀液向上循环时,镀层中硅质量分数随镀液流速增大呈先升高后降低趋势,镀层硅质量分数达10.33%;采用水平电极电镀时,随镀液流速增大,镀层中硅质量分数呈先升高后降低趋势,镀层硅质量分数可达28.47%,但显著高于竖直电极电镀时获得的镀层硅质量分数;同时,随电流密度增大,采用竖直电极电镀获得的镀层硅质量分数升高,在电流密度为2.5A/dm~2时达最大;采用水平电极电镀获得的镀层硅质量分数随电流密度增大而显著降低。     

锻造温度对含钼粉末热锻合金显微组织及力学性能的影响

采用粉末热锻工艺制备Fe-1C-2Cu-xMo (x=0.50, 0.85, 1.46, 质量分数)合金, 分析锻造温度和Mo质量分数对烧结态及锻造态合金密度、显微组织、静态力学性能和动态摩擦性能的影响。结果表明: 锻造工艺能够有效提高材料密度, 锻后合金相对密度可达到98.5%, 锻态合金组织主要由贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成。合金硬度随Mo质量分数的增加而提高, 随锻造温度的升高先降低后提高, 1050 ℃锻造Fe-1C-2Cu-1.46Mo合金硬度可达HRB116.38。Mo质量分数和锻造温度共同影响合金横向断裂强度, 1000 ℃锻造Fe-1C-2Cu-0.50Mo合金强度最高可达2608MPa, 合金断裂方式为韧脆混合型断裂。材料动态摩擦性能随Mo质量分数的增加显著提升, 当锻造温度为950 ℃且Mo质量分数为1.46%时, 材料的摩擦系数仅为0.088, 明显低于其他材料且波动较小。