SPS工艺参数对Cu-Cr-Nb合金性能和组织的影响

利用放电等离子烧结(SPS)制备了Cu-8Cr-4Nb合金,研究了保温时间和升温速率对Cu-8Cr-4Nb致密度、电导率、力学性能和组织结构的影响。结果表明当:当烧结压力为30 MPa,烧结温度分别为800℃、900℃、950℃时,在保温时间为10 min、升温速率为100℃/min下,合金的相对致密度分别达到98.98%、99.09%、99.02%,接近理论致密度。合金电导率、硬度、抗拉强度也优于其他工艺参数。     

TiB2陶瓷的放电等离子烧结

利用放电等离子烧结技术制备TiB2陶瓷。分析了烧结温度、保温时间和升温速率对烧结体致密度及显微结构的影响。实验结果表明：随着烧结温度的提高，烧结体的致密度及晶粒大小均增加。延长保温时间，样品的晶粒有明显长大。提高升温速率，有利于抑制晶粒生长，但样品的致密度降低。在TiB2的烧结过程中，存在颗粒间的放电。在烧结温度为1500℃，压力为30MPa，升温速率为100℃／min，真空中由SPS烧结制备的TiB2陶瓷相对密度可达98％。     

正交化制备ZnTe靶材试验研究

以5N超细ZnTe粉体为原料,采用真空热压法对ZnTe靶材进行制备。以烧结压力、保温时间及烧结温度为实验因子,设计了L_9(3~4)正交化实验。研究表明,靶材的致密度随保温时间的增加而增加,但超过一定时间后,会出现反致密化现象;烧结温度具有一定的影响;而烧结压力对其影响较小。最终分析得出ZnTe靶材制备的最佳工艺在烧结压力为58 MPa、保温时间60 min、烧结温度820℃的真空热压条件下,ZnTe靶材的致密度可达99.5%。     

AZO超高致密度化工艺研究

以ZnO和Al2O3为原料,采用冷压成型-高温烧结致密的方法制备超高致密度的AZO靶材.通过实验优化得到的最佳制备AZO靶材的工艺参数是:WAl2O3为2％、锻压压力11MPa、高温烧结温度1200℃,烧结时间5小时,按此条件,制备的AZO靶材相对密度最大(96.63％).其次是:WAl2O3为4％、锻压压力13MPa、高温烧结温度1300℃、烧结时间2小时,得到的AZO靶材相对密度96.04％.     

粉末注射成型金刚石制品的烧结工艺

对采用粉末注射成型技术制备的金刚石制品的烧结工艺进行了研究。通过观测金刚石制品的形貌、相对密度和抗弯强度,分析了烧结温度、烧结气氛、保温时间及升温速率等对金刚石制品烧结性能的影响,优化了烧结工艺参数。结果表明:随烧结温度的提高或保温时间的延长,金刚石制品的相对密度线性增大后趋于平缓,抗弯强度呈现出先增大后下降趋势;在真空气氛中烧结有利于制品烧结致密化和力学性能的提高;过高的升温速率会引起金刚石制品的烧结变形,过低的升温速率会造成金刚石制品处于加热过程的时间过长,影响制品性能。优化的烧结工艺参数为:烧结气氛为真空烧结,烧结温度为920℃,保温时间为10min,升温速率为5℃/min。     

正交试验法筛选煤气化灰渣制备泡沫陶瓷工艺条件

通过L_9(3~4)正交实验设计方法,探讨了发泡剂添加量、烧结温度、升温速率和烧结时间4个因素对泡沫陶瓷材料性能的影响,利用方差分析对制备泡沫陶瓷工艺进行优选。结果表明:利用粉煤气化灰渣制备泡沫陶瓷材料的最佳工艺条件为:烧结温度为1200℃,升温速率为4℃/min,保温时间为30 min,发泡剂的添加量为3%,此时泡沫陶瓷材料的体积密度为0.77 g/cm~3,抗压强度为3.4 MPa。极差结果分析表明,烧结温度、升温速率和发泡剂的添加量是影响材料性能的主要因素。     

金刚石工具胎体自由烧结工艺研究

以专用于自由烧结型金刚石工具胎体的亚微米级合金粉末为主要粘结剂,采用自由烧结工艺,通过正交试验研究了烧结温度、保温时间、升温速率三个因素对胎体力学性能的影响。结果表明,随着保温时间的增加或者烧结温度的提高,相对密度、洛氏硬度和抗弯强度先提高后降低,而升温速率对胎体的性能影响不显著,并在重复试验中也验证了正交试验极差分析结果,因此优选的自由烧结工艺为:保温时间60min,升温速率300℃·h~(-1),烧结温度875℃。     

高镁质铁尾矿制备镁橄榄石耐火材料试验研究

以河北省某高镁质铁尾矿为原料，经预先煅烧、熟料细磨后掺加少量轻烧镁砂和电熔镁砂，采用模压成型、高温烧结等工艺制备镁橄榄石耐火材料。采用正交试验探讨了铁尾矿熟料细磨时间、粘结剂乙二醇溶解酚醛树脂用量、成型压力、最高烧结温度、保温时间对烧结样品的体积密度、常温抗压强度和荷重软化温度的影响，并优化了工艺参数，结果表明：在铁尾矿熟料细磨15 min、粘结剂用量为8%、等静压成型压力为130 MPa、最高烧结温度为1 500℃、保温时间为6 h的最佳工艺条件下，得到的烧结样品体积密度为2.80 g/cm³、常温抗压强度为50.7 MPa、荷重软化温度为1 685℃、抗热震性为10次，主晶相为镁橄榄石，次晶相为方镁石，另含少量尖晶石。研究成果可为此类铁尾矿的综合利用提供技术支撑。     

工业窑炉用陶瓷基定形储能材料的研究

为改善工业窑炉中高温烟气余热回收换热器中蓄热材料的性能,本研究成功制备出了Na2SO4/SiO2 定形复合储能材料,理论分析了相变材料和陶瓷材料的选择原则,探讨了原料配比、烧结温度和时间对Na2SO4/SiO2 结构和储热性能的影响,试验结果表明,制备Na2SO4/SiO2 的工艺条件为:成型压力 70～100MPa,烧结温度950～1000℃,升温速率15℃/min,保温时间 1h.     

MnS热压缩陶瓷的制备及其高温应力应变曲线的测定

以Mn S粉体为原料,通过热压烧结方法制备Mn S陶瓷。研究了烧结温度和时间对样品相对密度、显气孔率、室温显微硬度、物相组成、微观结构以及样品变形的影响。结果表明,在不同烧结温度和保温时间条件下,Mn S陶瓷的物相均未发生改变,仍为纯相α-Mn S;但提高烧结温度或延长保温时间,Mn S烧结样品的相对密度增加、显气孔率减小、颗粒间结合越发紧密,显微硬度只有小幅改变,Mn S圆柱体陶瓷最佳烧结温度为1 255℃,保温时间为30 min。Mn S高温流变应力随应变的增加而增大,受应变速率、变形温度影响较大。     

正交法优化PTFE复合基板层压工艺

基于聚四氟乙烯(PTFE)树脂热分析结果,通过正交试验快速优化了玻璃纤维布增强PTFE复合基板(相对介电常数约为2.55)的层压工艺,提升了板材的综合性能。最优层压工艺条件为:升温速率3℃/min,最高温度段的温度375℃,压力5～6 MPa,保温时间3 h,降温速率1℃/min。该基板主要性能与2种进口覆铜板相当。     

ZrB_2-YAG陶瓷的烧结致密化

通过共沉淀法获得包覆式Al2O3-Y2O3/ZrB2复合粉体,对其进行放电等离子烧结以提高ZxB2陶瓷的烧结致密度.用扫描电镜观察试样的显微结构,用X射线衍射仪对试样进行物相分析.结果表明:包覆犁粉体在700～1 000℃时出现1次大的收缩,然后出现1个不收缩的平台,当温度达到1 100℃之后出现第2次收缩.适宜制备高致密的ZrB2-钇铝石榴石(yttrium aluminium garnet,YAG)陶瓷的工艺条件为;烧结温度为1 700℃,烧结压力为20MPa,保温时间为4min,YAG的添加量为30%(质量分数),所制备的ZrB2-YAG陶瓷相对密度大于95%.     

热处理工艺对纳米γ-氧化铝粉体性能的影响及优化

以异丙醇铝水解得到的水合氧化铝为原料,利用正交实验考察了焙烧条件(焙烧终点温度、升温速率、终点温度保温时间、277℃保温时间和590℃保温时间)对γ-氧化铝粉体性能的影响。结果表明:焙烧终点温度和升温速率对γ-氧化铝粉体性能的影响显著,终点温度主要影响氧化铝的结晶度、晶粒大小以及比表面积;升温速率则主要影响晶粒大小和粉体的团聚粒径。终点温度越高、升温速率越慢,晶体的晶粒越大,晶体发育趋于完整,比表面积下降,粉体的团聚现象得到明显改善。最佳工艺条件:焙烧终点温度为850℃,终点温度保温时间为30 min,升温速率为3℃/min,277℃和590℃均不保温。     

新型MAX相陶瓷Mo2Ga2C的放电等离子烧结

Mo2Ga2C是一种新型MAX相，该材料粉体已经可以被稳定的制备。但是Mo2Ga2C粉体不容易被烧结为致密的块体。本文采用放电等离子烧结技术(SPS)高温处理Mo2Ga2C粉体，通过对制备样品的物相组成和微观结构的表征，研究Mo2Ga2C的烧结性能。SPS烧结Mo2Ga2C 的最佳工艺参数为：烧结温度700℃，保温时间20min，轴向压力30MPa。在此条件下SPS烧结Mo2Ga2C样品相对密度达到71.81%。延长保温时间比升高烧结温度对Mo2Ga2C的致密化有更明显的助益；而增大轴向压力对样品的致密化产生负影响。相对于热压烧结，SPS可以在较低的温度快速制备Mo2Ga2C样品，但是制备的样品的致密度较低。     

低品位钾长石制备多孔保温隔热陶瓷研究

以低品位钾长石为主要原料,碳化硅为发泡剂,通过高温发泡法制备多孔保温隔热陶瓷.分别采用X-射线衍射(XRD)和超景深显微成像对保温隔热陶瓷的晶相组成和结构形貌进行表征,研究了烧结温度与保温时间对多孔保温隔热陶瓷孔结构、导热系数、抗压强度、体积密度和吸水率等性能的影响.结果表明,烧结温度为1250℃、保温时间为30 min时制备的多孔陶瓷材料性能最优,样品的导热系数为0.072 W/(m·K),抗压强度为3.429 MPa,吸水率为13.5％,体积密度为0.542 g/cm3.     

常压烧结制备氧化钨陶瓷靶材的致密化研究

采用常压固相烧结工艺,制备出高纯度、高致密度的氧化钨靶材。考察了粉体粒度、成型压强、烧结温度和保温时间等对靶材致密度的影响。测试结果表明,以粒度0.27μm的粉体为原料,成型压强为60MPa,烧结温度为1200℃,保温时间为1h的条件下,可以制备出高致密度的氧化钨靶材,其组成为高纯的单斜晶相。     

无烧结助剂SiC陶瓷的高压烧结研究

以纳米SiC为原料,用两面顶压机在不同工艺条件下(1100-1300℃,4.0-4.5GPa,20-35min)实现了无烧结助剂添加的SiC陶瓷体的烧结.研究了烧结工艺对SiC陶瓷性能的影响.用XRD、SEM、显微硬度测试仪等对SiC高压烧结体进行了表征.结果表明:采用超高压工艺可实现无烧结助剂SiC陶瓷高致密化烧结;烧结体晶粒长大得到抑制,维持在纳米级,晶格常数收缩发生了收缩;烧结体显微硬度和密度随烧结温度、烧结压力、保温时间的升高或延长而提高.在4.5GPa/1250℃/35min的超高压烧结条件下烧结的无烧结助剂SiC致密度达到96%,且显微硬度达到Hv1.96 3850.     

细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究

采用砂磨工艺获得了亚微米氧化铝复合粉体,用于制备微晶氧化铝陶瓷基板,研究了浆料组成对浆料流变学性质、生坯密度、生坯应力-应变行为的影响,以及烧结制度对平均晶粒尺寸和基板抗弯强度的影响。结果表明,固相含量、R值(增塑剂和黏结剂的质量比)和分散剂用量等关键因素决定了流延浆料的流变学性质。R值增大导致生坯强度和密度降低,提高固相含量有利于增加最大可流延厚度,优化工艺条件下可制备0.16～1.20 mm的坯片。当烧结温度为1 550℃、升温速率为2.5℃/min、保温时间为60 min时,制备的陶瓷基板平均晶粒尺寸为1.1μm左右,晶粒尺寸分布均匀,抗弯强度达到(440±25) MPa。     

烧结工艺对Ti/Al2O3复合材料性能的影响

利用放电等离子烧结技术探讨了烧结工艺对40%(体积分数)Ti/Al2O3复合材料性能的影响。实验结果表明,复合材料的性能受烧结温度的影响最为显著,过度延长保温时间会使晶粒发生异常长大,材料性能降低。烧结温度1300℃,保温时间8min制备的复合材料力学性能最佳,其弯曲强度、断裂韧性、显微硬度和相对密度分别为1002.22MPa,19.73MPa·m1/2,18.14GPa和99.74%。     

温度制度对尾矿烧结砖性能及结构的影响

以鄂西赤铁矿尾矿为主要原料制备烧结砖,研究了升温速率、烧成温度和保温时间对样品的性能、相组成以及显微结构的影响.结果表明:烧成温度和保温时间是影响样品性能和结构的主要因素,升温速率从2 ℃/min到10 ℃/min变化对砖体性能影响不大.XRD和SEM分析表明:新的结晶相α-鳞石英、钙铝黄长石和钙长石在1000 ℃左右开始形成,同尾矿中原有的α-石英和赤铁矿等晶相一起构成烧结砖的矿物骨架,赋予其强度;液相量随着烧成温度的提高不断增多,晶体颗粒被熔融的玻璃质所包裹胶结形成整体,有利于强度的提高和吸水率的降低.最适宜的温度制度为升温速率6 ℃/min左右、烧成温度980～1030 ℃、烧成保温时间2～3 h,在此条件下烧制的尾矿烧结砖各项性能均达到<烧结普通砖>(GB/T5101-2003)中MU20的要求.