放电等离子烧结制备FeSiB块体非晶合金

采用DSC测定FeSiB非晶粉末的玻璃态转变点(Tg)、初始晶化点(Tx)和过冷液相区(ΔTx),以此为基础,利用放电等离子烧结技术制备出了φ10mm×7mm、致密度为92.3%的块体非晶合金。采用XRD、SEM、VSM、万能试验机分析了烧结块体样品的相组成、微观形貌、磁性能和抗压强度。研究表明,当烧结条件为压力500MPa、温度360℃时,得到的块体非晶合金致密度最高,其饱和磁化强度为1.44T,抗压强度为1200MPa。400℃晶化后块体样品的饱和磁化强度为1.54T,抗压强度为2039MPa。     

Fe_3Al基摩擦材料的烧结致密化过程研究

利用热压烧结方法制备了以Fe3Al金属间化合物为基体,以Cu、石墨、MoS2、Al2O3为添加剂的一种复合摩擦材料,并对其烧结致密化过程以及影响因素进行了试验研究。结果表明,材料的致密化过程受到原始粉料组成、粒度以及烧结工艺参数(如烧结温度、压力、保温时间)等多种因素的共同影响,其中Cu的液相烧结在材料致密化过程中起到重要作用。最佳工艺参数为:烧结温度1 050￣1 100℃,压力10￣12 MPa,保压20￣30 min,保温45￣60 min,此时致密度为90%￣95%。烧结过程中未发现晶粒异常长大,经1 050℃烧结1 h的摩擦材料中Fe3Al的晶粒尺寸为400￣600 nm。     

Fe3Al基摩擦材料的烧结致密化过程研究

利用热压烧结方法制备了以Fe3Al金属间化合物为基体，以Cu、石墨、MoS2、Al2O3为添加剂的一种复合摩擦材料，并对其烧结致密化过程以及影响因素进行了试验研究。结果表明，材料的致密化过程受到原始粉料组成、粒度以及烧结工艺参数（如烧结温度、压力、保温时间）等多种因素的共同影响，其中Cu的液相烧结在材料致密化过程中起到重要作用。最佳工艺参数为：烧结温度1050～1100℃，压力10～12MPa，保压20～30min，保温45-60min，此时致密度为90％-95％。烧结过程中未发现晶粒异常长大，经1050℃烧结1h的摩擦材料中Fe3Al的晶粒尺寸为400～600nm。     

包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC复合材料无压烧结

采用沉淀法制备了表面包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合粉体(不同含量的Yb_2O_3作为烧结助剂),并在1900℃无压烧结制备了ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合材料.研究Yb_2O_3添加量对复合材料致密化和性能的影响.结果表明,Yb_2O_3的添加在促进ZrB_2-SiC烧结致密的同时,也提高了ZrB2-SiC复合材料的力学性能.添加10% Yb_2O_3(质量分数, 下同)的ZrB_2-SiC复合材料的相对密度为89%,抗弯曲强度为158 MPa,断裂韧性为2.95 MPa·m~(1/2).     

Y_2O_3-Al_2O_3对SiC纤维烧结特性的影响

研究了纳米Y_2O_3—Al_2O_3在烧结时形成液相YAG(yttrium-alurninum garnet)对SiC纤维烧结特性的影响。实验结果表明,液相YAG的形成可以有效地提高SiC纤维的密度,在较低的烧结温度下达到完全致密,同时使纤维的强度由168MPa提高到844MPa。当烧结温度高于1800℃时,纤维中各组份间发生化学反应,产生的气体逸出后,在纤维组织中留下孔隙,使纤维强度降低。     

Al2O3-ZrO2非晶陶瓷高压析晶研究

非晶陶瓷的研究为实现陶瓷塑性变形提供了一条新途径。本实验研究了高压对非晶陶瓷晶化起始温度的影响。发现随压力的增大,非晶态更容易晶化,晶化起始温度降低。500℃时,600MPa下热压陶瓷仍处于非晶态,而1GPa下析晶非常明显。1GPa下热压,起始晶化温度降至300℃。而200℃/1GPa下得到的非晶陶瓷相对密度达95%,在既保持非晶态的同时又极大地提高了样品的致密度。     

放电等离子烧结-非晶晶化法合成钛基块状非晶复合材料

鉴于块状非晶合金(BAAs)的低塑性特征,回顾了利用放电等离子烧结?非晶晶化法制备高性能块状材料的成形技术,即先机械合金化制备钛基多组元非晶合金粉末,然后利用放电等离子烧结在粉末的过冷液相区固结非晶粉末,再利用非晶晶化法使烧结的非晶块体在随后的烧结和热处理过程中晶化析出β-Ti延性相,控制延性相的形貌、尺度和分布,合成以非晶相或β-Ti晶化相为基体的钛基块状非晶复合材料(CBBAAs),研究不同添加或替换组元对TiNbCuNiAl非晶粉末颗粒尺寸、热物性和微观结构的作用,探索了不同烧结参数对合成的CBBAAs微观结构和力学性能的影响规律,揭示合成含晶化相CBBAAs的理论基础和非晶晶化过程中晶粒形核长大的规律,提出并利用发展的软硬模型来阐释应力作用下CBBAAs的断裂机理。研究结果提供一种极具前途的粉末冶金复合材料制备方法,该方法能制备尺寸较大、力学性能优异的含晶化相的块状复合材料。     

微波烧结制备CoFe_2O_4及其性能

以Fe和Co_2O_3为原料,通过微波烧结法制备CoFe_2O_4,并与管式炉烧结样品进行比较。采用SEM和XRD对烧结样品进行分析,测量了烧结样品密度和初始磁导率。结果表明,微波烧结样品微观组织均匀,平均晶粒尺寸较小,均显现尖晶石结构相。与管式炉烧结相比,微波烧结可使样品迅速实现致密化,且样品组织均匀。微波烧结1100℃、保温40 min的样品密度和结晶度均高于管式炉烧结1200℃、保温2 h的样品。     

以Al_2O_3—Y_2O_3为助熔剂无压低温烧结β—SiC陶瓷

1850℃-1900℃下,加入Y_2O_3和Al_2O_3,通过无压烧结,获得的βSiC瓷体密度达95%TD(Theoretical Density)。Al_2O_3-Y_2O_a-SiO_2三元系在1760℃下出现液相,润湿SiC颗粒,从而促成致密化。加入6vol%(Al_2O_3+Y_2O_3)的瓷体具有细粒度(平均粒度约1.5μm),无α相变、高硬度(平均硬度25MPa)等特性。液相烧结对β-SiC致密化及其显微结构都有所改善。     

碳纳米管对Sm_2Zr_2O_7热障涂层陶瓷无压烧结致密化的影响

采用溶胶-凝胶法分别制备不含碳纳米管(CNT)和含1%(质量分数, 下同)碳纳米管的Sm_2Zr_2O_7陶瓷粉体,在1600 ℃无压烧结10 h制备Sm_2Zr_2O_7陶瓷块体.利用X射线衍射和扫描电镜分析陶瓷的相结构和微观形貌,研究碳纳米管的添加对Sm_2Zr_2O_7陶瓷致密化的影响.结果表明,加入1%的碳纳米管后,无压烧结制备的Sm_2Zr_2O_7陶瓷的致密化程度大大提高,这是因为碳纳米管在无压烧结过程中与Sm_2Zr_2O_7陶瓷中的氧发生反应,导致Sm_2Zr_2O_7陶瓷中氧空位浓度增加,氧空位的存在加速了Sm_2Zr_2O_7陶瓷的致密化过程.     

机床用WC/Al_2O_3复相陶瓷刀具材料的研究

以WC和α-Al_2O_3为主要原料,采用真空热压烧结工艺制备机床用WC/Al_2O_3复相陶瓷刀具材料。测试和分析了烧结样品的相对密度、弯曲强度、断裂韧度、硬度值、相组成以及显微结构。结果表明,当WC添加量为75%,微米α-Al_2O_3添加量为25%,烧结温度为1 600℃时,所制备的WC/Al_2O_3复相陶瓷刀具材料性能最佳,相对密度值为99.1%,弯曲强度为706.3 MPa,断裂韧度为8.91 MPa·m1/2,硬度值为19.14 GPa。最佳样品的主晶相为碳化钨(WC)和刚玉(Al_2O_3)。     

加压方式对钨钛合金真空热压烧结工艺的影响

采用真空热压法制备钨钛合金,在相同升温条件下研究了加压方式变化对钨钛合金烧结工艺的影响.合金致密化行为研究表明:在烧结升温过程中,相同温度条件下施加低预压力(7MPa)和高预压力(25 MPa)烧结时,高预压力烧结的密度较高,致密化过程较快;当钨钛合金达到完全致密化时,高预压烧结对应的烧结时间较短,温度较低;高预压力烧结后由于烧结致密化温度降低,晶粒长大时间延长,烧结后晶粒平均直径较大.     

六方-BN对非晶前驱体制备不含添加剂的Si3N4/SiC复合材料相变的影响（英文）

Si3N4/SiC纳米复合材料由于具有优良的力学和热性能,广泛应用于涡轮发动机、热交换器和其他复杂情况中。然而,不添加添加剂很难制备出Si3N4/SiC复合材料。添加剂在烧结过程形成液相从而促进复合材料的致密化。然而,添加剂的存在降低了复合材料的高温力学性能。通常在不添加添加剂的情况下,采用电场辅助烧结,利用聚合物前体路线制备Si3N4/SiC复合材料。本研究中,在无添加剂、温度1700°C、真空50MPa条件下,热压烧结2h,利用非晶前体路线成功制备了六方-BN致密化的Si3N4/SiC复合材料。聚合物前驱体和BN的作用减少了的SiC含量。并对相变、致密化、微观组织和力学性能进行了讨论。     

WC-7Co硬质合金放电等离子烧结工艺

采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)技术制取WC-7Co硬质合金。研究了烧结温度、烧结压力对烧结WC-7Co硬质合金力学性能的影响,探讨了最佳烧结热压比,分析了粉末烧结致密化过程和晶粒长大机制。结果表明,WC-7Co硬质合金在1150℃烧结时,随着压力的增加,烧结致密性呈现先增加后降低的变化趋势,在30 MPa时可获得最佳烧结致密性。在升温速率为100℃/min,保温时间为5 min,烧结温度为1150℃,热压比为38℃/MPa的工艺条件下,利用SPS技术可制备组织致密、综合力学性能良好的WC-7Co硬质合金。     

(Cu50Zr50)92Al8非晶合金在过冷液相区的超塑扩散连接

(Cu50Zr50)92Al8非晶合金在过冷液相区表现出优异的超塑性,并且成功的进行了超塑扩散连接(SPF/DB)。根据DSC曲线确定了非晶合金的过冷液相区范围为68℃,并且根据非晶合金在过冷液相区的压缩真实应力-应变曲线,选取了超塑扩散连接实验的连接压力为200MPa,连接温度为470~490℃。XRD图谱显示经过超塑扩散连接后的非晶合金发生了部分晶化,显微硬度提高。将经过超塑扩散连接的样品置于万能拉升机上进行三点弯曲实验至发生断裂,通过对断口形貌的观察分析和界面处的力学分析考察了连接质量。在保持连接压力200MPa不变的情况下,非晶合金获得最好连接效果的工艺参数是:连接温度480℃,连接时间3h。     

放电等离子烧结压力对超细WC-Co硬质合金性能的影响

通过分析放电等离子烧结致密化过程,确定了致密化温度;研究了SPS烧结过程中压力对WC-Co硬质合金致密化、显微组织及性能的影响。结果表明,放电等离子烧结粉末在1 130℃时,达到最大收缩率;烧结压力的增加,样品的致密度、硬度增加;断裂韧性的变化集中在11.5~12.1 MPa.m1/2之间,和硬度的变化呈现相反的趋势;烧结压力相对较小时,样品WC晶粒较粗大且不均匀;在40 MPa和55 MPa时,晶粒相对较小且分布均匀。要得到高性能、高致密度的样品,合理的烧结温度在1 200℃以上,烧结压力为40 MPa。     

Cu2O基金属陶瓷热压制备及其致密化过程

研究了混粉工艺、烧结温度以及热压压力对金属陶瓷微观组织的影响,并探讨了Cu2O基金属陶瓷的热压烧结致密化机理.结果表明:以枝状Cu粉制备的金属陶瓷中Cu颗粒呈蠕虫状形貌,采用两步法混粉工艺可制备含有球形Cu颗粒的金属陶瓷;烧结温度和热压压力的增加都会提高金属陶瓷的相对密度,但其影响程度不同;金属陶瓷的热压烧结致密化机理为颗粒在外力作用下的塑性流动和粒子重排.     

气压烧结工艺对Mo_2FeB_2基金属陶瓷组织和性能的影响

利用气压烧结制备了Mo_2FeB_2基金属陶瓷,研究了不同气压烧结工艺条件下金属陶瓷的显微组织及力学性能的变化规律。结果表明,高温液相烧结过程中的气压没有明显促进金属陶瓷晶粒的生长。气压烧结对孔径尺寸小于0.5μm的气孔无明显的降低作用,但基本消除了孔径大于1.0μm的气孔,同时显著降低了气孔尺寸的分散性,使绝大部分气孔集中在0.2～0.6μm的范围内。与真空烧结相比,气压烧结使金属陶瓷的抗弯强度从1 909.1 MPa提高到2 148.4 MPa,硬度从89.1 HRA提高到89.8 HRA,相对致密度从98.8%提高到99.4%。     

无压烧结ZnAl/Fe基非晶复合材料的导热性能研究

采用无压烧结制备韧性Zn Al颗粒增强Fe基非晶复合材料,利用X射线衍射仪、扫描电镜、差热分析仪和激光闪射热导率测试仪分析了复合材料的结构、热稳定性及导热性能。结果表明:在过冷液相区内无压烧结可得到致密的Zn Al/Fe基非晶复合材料;Zn Al的引入没有影响Fe基非晶基体的本质;烧结过程中没有界面反应相生成;复合材料的热稳定性有所降低,但降低幅度不大;在298~423 K范围内,复合材料比Fe基非晶合金有更低的热传导系数,其热扩散系数随温度的升高变化不大,表明材料具有较好的保温性能。     

烧结温度对振荡压力烧结工艺制备高性能氧化锆陶瓷的影响

采用新型振荡压力烧结技术制备了高性能氧化锆陶瓷,并系统研究了该工艺中烧结温度对于氧化锆陶瓷中致密度、晶粒尺寸、微观结构以及力学性能的影响。结果表明:在振荡压力烧结工艺下,随着烧结温度的提高,氧化锆试样致密度变化不明显,但晶粒尺寸不断增加,试样表面均几乎无气孔。当目标温度达到1300℃时,氧化锆陶瓷的硬度和抗弯强度均最大,分别为16.6 GPa和1455 MPa。相比常压和热压烧结工艺,振荡压力的引入明显降低了氧化锆陶瓷的致密化温度,且获得了更高的力学强度和断裂可靠性。