纳米TiN增韧SiC陶瓷的显微结构及力学性能

以纳米TiN和亚微米SiC粉体为原料,采用湿法球磨和喷雾干燥技术制备了均匀分布的SiC/TiN(np)纳米复合粉体,并通过无压烧结工艺制备出SiC/TiN(np)纳米复合陶瓷,研究了纳米TiN颗粒对SiC材料显微结构和力学性能的影响.研究结果表明:纳米TiN的引入抑制了SiC晶粒的生长,材料的断裂方式以沿晶断裂为主,裂纹产生偏转和分叉,使材料的抗弯强度、硬度和断裂韧性分别达到557 MPa、21 GPa和6.6 MP·am0.5.     

碳化帆颗粒尺寸对纳米晶硬质合金组织和性能的影响

利用原位还原碳化反应制备纳米尺度的WC-Co复合粉体,应用放电等离子烧结(SPS)技术制备出纳米晶WC-Co硬质合金块体材料。分析了晶粒长大抑制剂碳化钒(VC)颗粒尺寸对纳米晶硬质合金的显微组织、晶粒尺寸及分布和力学性能的影响。结果表明:当VC的粒径减小到100 nm以下时,利用快速烧结技术可制备得到平均晶粒尺寸约为70 nm的致密WC-Co硬质合金块体材料,其物相纯净,晶粒尺寸分布均匀,维氏硬度为19.84 GPa,断裂韧性达到12.10 MPa·m1/2。     

Fabrication of Ultra-fine Grain Tungsten by Combining Spark Plasma Sintering with Resistance Sintering under Ultra High Pressure

采用放电等离子烧结(SPS)和超高压力通电烧结(RSUHP)2种快速烧结新方法,对纳米钨粉的致密化行为进行研究。结果表明,采用SPS工艺于1600℃下烧结可获得烧结颗粒结合良好,致密度达97.8%的试样,但晶粒粗化明显;而采用RSUHP方法获得的试样,烧结过程中晶粒几乎不长大,但致密度较低,颗粒间结合较差。将2种方法结合,充分利用SPS的清洁效应和RSUHP的晶粒细化效果,先用SPS在1400℃下预烧结,再由RSUHP二次烧结完成最终致密化,获得平均晶粒尺寸小于400nm,相对密度大于99%的超细晶粒的钨块体材料。烧结过程无需添加任何晶粒长大抑制剂。     

纳米添加剂对99氧化铝瓷结构和性能的影响

以高纯度超细α-Al2O3粉体为原料,采用镁、铬、铜的硝酸盐溶液引入纳米级添加剂,常压烧结制备99氧化铝瓷.利用SEM等测试技术对比研究了纳米添加剂和微米级氧化物添加剂对烧结温度、显微结构及抗弯强度的影响.结果表明,以硝酸盐溶液形式引入添加剂,可使添加剂以纳米级金属氧化物形式均匀分散于坯体中,具有较高的分散度和反应活性.在烧成过程中纳米添加剂对降低烧结温度和抑制晶粒长大的作用均优于微米级添加剂,并且相应烧结体具有更好的致密度和抗弯强度.     

纳米硬质合金的弹性模量（英文）

本文的研究目的是获得纳米晶WC-Co硬质合金的弹性模量,并分析其弹性模量不同于常规微米硬质合金的原因。采用放电等离子烧结(SPS)方法制备纳米晶硬质合金,分别采用SPS烧结和低压烧结(sinter-HIP)制备常规微米晶硬质合金。烧结试样的显微组织和WC晶粒尺寸采用X射线衍射技术、扫描电镜、透射电镜及旋进电子衍射技术进行表征。弹性模量采用纳米压痕技术中的连续刚度法进行测量,并取其稳定区域的平均值得到。结果表明,与SPS制备的微米级硬质合金相比,纳米晶WC-Co硬质合金的弹性模量较小,可能与界面含量增多和放电等离子烧结过程的快速加热和冷却造成合金钴相中hcp-Co含量增多有关。     

CoSb3纳米晶块体热电材料的制备研究

采用机械合金化．放电等离子烧结工艺(MA-SPS)，在200℃～600℃之间制备了纳米晶CoSb3合金块体材料。采用XRD和TEM对材料的相组成和微观组织进行了测试分析。实验结果表明，烧结前粉末为高能球磨得到的平均晶粒尺寸为20nm～35nm的纳米晶CoSb3粉末，SPS烧结后CoSb3合金块体的平均晶粒尺寸小于100nm，其致密度达到了91．3％～99．6％。CoSb3块体的晶粒尺寸随着烧结温度的降低而减小，而密度却随着烧结温度的升高而增加。CoSb3纳米晶块体热电材料的制备机理是MA使粉末晶粒细化到纳米级，放电等离子烧结的快速、短时、低温和特殊烧结机理显著抑制了烧结时的晶粒长大。     

高能球磨结合放电等离子体烧结制备纳米晶不锈钢材料

以316不锈钢粉为原料,采用高能球磨方法制备了316不锈钢纳米晶粉末,研究了放电等离子烧结(SPS)纳米不锈钢粉末的过程特点,以及SPS制备工艺参数对材料结构和性能的影响规律。研究结果表明,采用SPS技术可以实现纳米不锈钢粉末的快速烧结,在1050℃保温5 min的烧结条件下试样致密度达到98%以上,材料的抗弯强度为1427 MPa,弹性模量为126 MPa,硬度为68.5 HRA。透射电镜结果表明SPS烧结后,材料晶粒没有过度生长,晶粒尺度约为200 nm,获得了纳米晶粒的不锈钢材料。     

原料粉末粒径匹配对放电等离子烧结制备的超细WC-Co硬质合金性能的影响

采用亚微米WC粉和纳米Co粉以及亚微米WC粉和微米Co粉的混合粉末作为原料,利用放电等离子烧结(SPS)技术制备超细晶WC-10Co硬质合金.对比研究表明,以两种混合粉末为原料均获得了平均晶粒尺寸约为200 nm的超细硬质合金材料.其中,采用微米Co粉制备的材料的相对密度达到98.0%以上,硬度HRA达到94.5,断裂韧性达到13.50 MPa·m1/2,具有优良的综合性能;而采用纳米Co粉制备的硬质合金的组织均匀性和性能较差.根据SPS技术的烧结机理,对混合粉末的致密化机制进行了分析.     

溶胶凝胶合成LNKN纳米粉体及异常晶粒长大行为

以五氧化二铌为铌源,通过设计低成本的水基溶胶凝胶技术路线,成功合成出具有纯钙钛矿相,平均晶粒尺寸约为30nm的LNKN纳米粉体。进一步,采用常规陶瓷烧结工艺,对纳米粉体进行致密化烧结。结果发现,相对于传统固相法合成的微米尺度粉体,LNKN纳米粉体烧结后的陶瓷显微结构中异常晶粒长大行为更为明显。分析原因主要是局部区域液相烧结机制起主导作用,部分纳米晶粒生长速率快,导致异常晶粒长大现象显著。本工作不仅对于水基溶胶凝胶法合成其它含铌功能陶瓷粉体有重要的指导意义,有关异常晶粒长大行为的分析对于研究易挥发性低熔点纳米粉体的致密化烧结行为也有借鉴价值。     

SPS法制备微米烧结铜及其微观组织演变规律

采用放电等离子烧结技术(SPS)在750℃和60 MPa的工艺条件下烧结6 min,制备出了相对密度大于98.5%、平均晶粒度小于3 μm的烧结铜.根据烧结曲线变化特点和特征微观组织,将微米烧结铜的SPS烧结过程划分为4个阶段,即颗粒净化与活化阶段、颗粒接触与烧结颈长大阶段、快速致密化阶段和塑性变形最终致密化阶段,并在此基础上解释了超细粉体的SPS烧结机理.