爆炸压实烧结ITO陶瓷靶材的实验研究

通过爆炸压实烧结纳米ITO粉末制备了ITO陶瓷靶材，结果表明爆炸冲击压实在靶材的后续烧结密实过程中起到了促进作用，它与常规的加压烧结相比，具有操作简单，设备要求低等很多优点。经过爆炸压实的烧结靶材具有细小的晶体颗粒，比商业靶材的晶粒度小约1个数量级。     

预热爆炸压实烧结纳米ITO陶瓷粉末

改进爆炸实验装置，并利用该装置实施了预热爆炸压实实验。以商业ITO纳米陶瓷粉末为原料，通过压力机将粉末压实到大约50％理论密度的初始压坯，选择预热温度为800℃以上进行爆炸压实，从而获得了致密且晶粒在纳米量级的良好烧结体。结果表明：预热爆炸烧结体微观组织结构均匀，晶粒尺寸分布在200nm左右，且将烧结体在扫描电镜上放大到100，000倍时仍未发现明显孔洞和微裂纹等缺陷。认为宏观塑性变形和晶粒长大是导致良好烧结的2个主要机制。     

金属粉末爆炸烧结中微碰撞焊接引起的沉能研究

以不可压缩理想流体对称碰撞模型对金属粉末爆炸烧结中由微爆炸焊接引起的颗粒界面附近沉积的能量进行了分析,在考虑热传导效应的基础上推导出了焊接流场中二维形式的能量方程并用有限差分法对其进行了求解,在考虑冲击绝热压缩贡献的基础上计算出了焊接流场中的温度分布.结果表明：在适当的冲击压力下,爆炸粉末烧结过程中微爆炸焊接引起的焊接界面附近的温升将达到材料的熔点而引起材料熔化,颗粒熔化部分仅为其表面很薄的一层;爆炸焊接引起的材料温升随来流速度和碰撞角度的增大而升高.     

爆炸压涂钨铜覆层到铜表面的研究

采用爆炸烧结将钨铜合金覆层烧结到纯铜表面的方法,即将钨铜合金粉末预压到铜板的表面后,进行通氢烧结,然后通过爆炸压实将混合粉末进一步压实在铜板表面,最后扩散烧结成为钨铜复合材料。先采用AUTODYN软件模拟了爆炸压实过程中粉末与铜板中的压力分布,确定了一套可以使覆层粉末中压力分布均匀,有利于钨铜合金粉末均匀致密化的参数。而后进行爆炸压实试验,制出的试样覆层密度达到了理论密度的99.3%。对爆炸后的试件进行电子探针检测,检测结果表明钨铜粉混合均匀,钨颗粒的尺寸比铜颗粒要大的多。断口分析结果显示,钨铜覆层的断口形貌不同于传统的断口形貌。钨铜结合面的形貌分析表明,钨铜合金密实的烧结在了铜基体的表面。     

Microstructure and Formation Mechanism of Porous Ti-Al Intermetallics Prepared by Pressureless Sintering

以Ti和Al 2种粉末为原料,采用粉末压制-无压烧结技术制备了TiAl多孔材料,并对其宏观形貌、相组成、孔结构、反应机制和孔隙形成机理进行了分析。结果表明：Ti-Al粉末压坯在烧结过程中发生了明显的体积膨胀,多孔材料的总孔隙率为49.88%~57.53%,开孔率为47.60%~56.15%。多孔材料主要由连续的颗粒骨架、骨架之间的大孔隙和骨架内部的小孔隙构成,孔隙主要来自粉末压坯颗粒之间存在的原始大孔隙、无压烧结过程中先熔化的Al颗粒在毛细作用下发生流动形成的原位大孔隙和析出过程在Ti-Al产物颗粒之间形成的小孔隙。Ti-Al多孔材料主要由TiAl3单相构成,无压烧结过程中Ti-Al之间发生了热爆反应。     

BN对镍基可磨耗密封材料烧结性能的影响

研究了BN含量对镍基可磨耗密封材料烧结性能的影响，分析了Ni-Cr和Ni-Cr／BN的烧结过程，并建立了烧结过程模型。结果表明：加入BN阻碍了粉末颗粒之间的烧结，引起材料烧结后体积膨胀和密度下降。     

UO2烧结过程的相场模拟

利用相场模型对UO_2陶瓷粉末的烧结过程进行了模拟。在修正的相场模型中,不仅考虑了表面扩散、晶界扩散和晶格扩散3种各向异性的扩散机制对烧结组织形貌和烧结动力学的影响,而且考虑了不同陶瓷颗粒之间的界面能对烧结形貌的影响。基于实验条件和热力学物性参数,对UO_2陶瓷粉末在2000 K的烧结过程进行了模拟。模拟结果显示:初始形貌为圆形的陶瓷粉末有利于烧结过程的进行;烧结过程中存在大晶粒吞噬小晶粒的现象;晶界扩散机制是UO_2烧结过程中的主导机制;晶界能的改变导致晶界与相界之间的平衡二面角发生改变。在此基础上,模拟了多晶UO_2陶瓷粉末的烧结过程,模拟结果与实验结果吻合较好。     

连续梯度不锈钢多孔材料烧结变形分析

采用模压成形工艺制备连续梯度不锈钢多孔材料。试验对所制备的不同厚度连续梯度不锈钢多孔试样的收缩率及微观形貌进行了分析。结果表明：通过烧结试样的几何轮廓证实连续梯度多孔试样烧结后发生变形——相邻梯度层烧结应力的不同造成圆柱状试样烧结后变成圆台状；烧结过程中连续梯度多孔试样相邻梯度层间力的作用能够促进粉末烧结，对试样的烧结收缩产生影响，并且，粉末粒度越小，这种影响越明显；选择合适的级配粉末以及梯度层间合理的粉末体积或质量搭配，通过不同梯度层间烧结应力的相互抑制作用，可以实现同步收缩烧结，有效解决连续梯度不锈钢多孔材料烧结过程中出现的变形、开裂问题。     

铁基高密度烧结材料的摩擦磨损性能研究

采用烧结热锻工艺获得高密度和高硬度的铁基粉末烧结冶金材料,研究了铁基粉末中的铬含量和施加在烧结材料上的载荷对材料摩擦磨损性能的影响,并借助于扫描电镜观察和分析了粉末冶金烧结材料的磨损形貌、探讨其摩擦磨损机制.结果表明,在铁基粉末中加入0.6%铬时,该粉末材料的硬度、密度和耐磨性最好.主要磨损机制为氧化磨损、粘着磨损和磨粒磨损.     

选择性激光烧结成形温度场的研究进展

选择性激光烧结技术与传统铸造工艺相结合,为快速制造某些难以用传统方法获得的铸件提供了有利途径.对于各种粉末材料在选择性激光烧结成形过程中温度场的模拟与预测,是合理选择其烧结工艺参数的基础.本文中综述了聚合物粉末、聚合物覆膜金属/陶瓷粉末和金属粉末在选择性激光烧结过程中的热物性参数变化规律及其相应的成形温度场分布,以利于激光选择性烧结各类粉末材料而精确成形零部件.     

EXPLOSIVE CONSOLIDATION OF METALLIC FILAMENTS UNDER CYLINDRICAL CONVERGING SHOCK WAVE

Two dimensional explosive consolidation under cylindrical converging shock wave has beenstudied by use of coated fine iron filaments compacts to replace conventional metallic powder,so the randomness of three-dimensional spatial distribution of metallic powder might beavoided.The deformation and surface flow pattern of particles as well as the mechanism ofconsolidation have been clarified experimentally.The distribution of high temperature area isin agreement with the result of numerical simulation by Williamson.A model for the explosiveconsolidation was given.     

柱面聚合激波作用下金属的烧结机理

本文以表面镀膜的金属丝束替代粉末,研究了柱面聚合激波作用下二维的烧结过程,避免了粉末在三维空间分布的随意性,从而能充分显示烧结的典型过程,对颗粒变形、表层流动规律给出清晰的图象,在形貌上和高温区的分布与Williamson的二维数值计算结果一致。     

爆炸烧结参数对烧结质量的影响SCIEI

用金属丝束代替粉末研究了在柱面聚合波作用下二维的烧结过程。结果表明,对烧结质量影响最大的爆炸参数是比能量、爆压和比冲量;采用略高于临界值的低爆压和高的比冲量可提高烧结质量。     

EFFECT OF EXPLOSIVE CONSOLIDATION PARAMETERS ON CONSOLIDATION QUALITY

Two-dimension consolidation under the cylindrical converging shock wave has been studied.The major parameters influenced on the explosive consolidation quality are the specificenergy,detonation pressure and specific impulse.It seems to be favourable to improving con-solidation quality by a lower but slightly higher than critical detonation pressure and a highspecific impulse.     

EFFECT OF EXPLOSIVE CONSOLIDATION PARAMETERS ON CONSOLIDATION QUALITY

Two-dimension consolidation under the cylindrical converging shock wave has been studied.The major parameters influenced on the explosive consolidation quality are the specificenergy,detonation pressure and specific impulse.It seems to be favourable to improving con-solidation quality by a lower but slightly higher than critical detonation pressure and a highspecific impulse.     

爆轰驱动单、双管粉体压实对比

由材料可压缩性及爆轰驱动的相关假设,根据质量、动量守恒导出可压介质运动微分方程,并将聚心爆轰的平面泰勒波近似与粉体受压状态方程相结合,得到爆轰产物流场与粉体收缩运动的耦合关系式,使运动微分方程明确且可解。应用该方程式计算聚心爆轰驱动下多孔铜粉的单、双管压实过程,所得速度、平均密度时程曲线分别与文献报道的结果吻合良好,且由于位移时程曲线由速度导出,有理由认为其是符合物理实际的。通过对比计算结果可知,双管压实装置中外管具有明显的聚能效应,在相同装药比下能实现更高压力,使烧结体具有更高的压实密度;另外,实验结果还显示双管结构配合中心杆能有效避免马赫孔及扩大可烧结尺寸,因而双管烧结设计更优。     

爆炸压实W-Cu粉末的数值模拟与实验验证

通过数值模拟研究了W-Cu混合粉末的爆炸压实过程。研究不同爆速对压实坯致密度的影响,分析了在爆速5000 m/s条件下粉体内冲击波的传播过程及粉体在冲击波作用下的变形规律,并分析了粉体中心的马赫反射现象。选取粉体侧壁单元的位移曲线来显示加载、卸载过程,对侧壁单元的位移曲线进行分析,以此作为粉体的压实程度来估算压实坯致密度。结果显示当爆速为5300 m/s时,压实坯可达到一个较大的致密度。将研究结果应用于W-Cu混合粉末的爆炸压实实验,实验与数值计算结果显示了较好的吻合性。     

非晶颗粒增强铝基非晶复合材料的爆炸压实及其力学性能

用爆炸压实法制备了非晶颗粒增强铝基复合材料,复合材料中增强相非晶颗粒的含量分别为5%,10%,15%和20%。XRD和DTA分析的结果表明,爆炸压实过程中非晶颗粒未发生晶化现象。SEM分析的结果表明,非晶颗粒在基体中分布均匀。对爆炸压实件的硬度、密度、强度进行了检测,结果表明,该复合材料的强度高于纯铝,随着非晶颗粒含量的增加,复合材料的硬度和强度呈增大趋势。     

EFFECT OF OXIDE LAYER THICKNESS OVER Al AND Al ALLOY POWDERS ON QUALITY OF THEIR EXPLOSIVE COMPACTS

Observations of microstructure of explosive compacts made of Al or Al-Li alloy powdersby atomization with water,nitrogen or ultrasoic Ar gas were carried out under optical andscanning electron microscopes.The rsults indicate that super quality explosive compactcan only be obtained by powders of which the thickness of the oxide layer is less than30 nm.