Ti3AlC2/Al复合材料的制备及性能

采用Ti、Al和C元素粉末为反应原料,通过机械合金化(MA)和热处理法制备出高纯度三元碳化物Ti3Al C2陶瓷粉体。将Ti3Al C2作为增强相添加到金属Al中,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备出Ti3Al C2/Al复合材料,研究烧结温度对复合材料的相对密度、硬度和摩擦因数的影响。结果表明:随烧结温度的增加,复合材料的相对密度和硬度也随之增加,当烧结温度为550℃,复合材料的相对密度和硬度分别为97%和180HV;复合材料的摩擦因数随烧结温度升高而逐渐变小,当烧结温度为500℃,摩擦因数达到最低值,约为0.186 9,烧结温度继续升高,摩擦因数反而变大。     

湿法球磨元素粉放电等离子烧结制备Ti-22Al-25Nb合金

采用湿法球磨将Ti、Al和Nb单质粉混合,通过放电等离子烧结工艺在不同温度下制备Ti-22Al-25Nb合金。用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及差热分析法对混合粉末和烧结试样的形貌、物相结构、热稳定性进行表征;用摩擦磨损试验机分析材料的摩擦性能,以及不同烧结温度对Ti-22Al-25Nb合金显微组织和性能的影响。结果表明:通过湿法球磨能将Ti、Al和Nb单质粉混合均匀,合金元素间未发生反应;烧结温度为1 000～1 300℃,随烧结温度的增加,材料的致密度和组织均匀性提高,1 000～1 200℃试样存在大量孔洞和Nb偏析,当达到1 300℃时,试样中几乎无孔洞和Nb偏析,组织分布均匀,由典型的α2、O和B2相组成;硬度随烧结温度的升高而增大,在1 300℃的烧结温度下硬度值达到429HV,相对于1 000℃下试样的硬度值提高9%;摩擦因数和磨损体积随烧结温度的增大而减小,在1 300℃下,试样摩擦因数为0.4,磨损体积为9×10-4mm3/m。     

喷雾干燥法制备超细粉末的研究

在设计制造小型喷雾干燥器的基础上,以TiO_2为研究事例进行了超细粉末的制备和研究。所得粉末平均粒径为0.1μm,呈数十微米的软团聚状态,1200℃烧结即可达到99％的理论密度。     

氢化锂在不同环境条件下的力学性能

研究了LiH试样在不同温度下的力学性能,并对试样断口进行了分析。结果表明,无论是否经过烧结,LiH试样的抗拉强度在1003～00℃的温度范围,随试验温度的升高而增加。在3006～00℃的温度范围,随试验温度升高而降低。冷压坯LiH试样经过从3506～50℃的温度范围烧结后,在530℃烧结LiH试样的室温抗拉强度达到最大值。并测试了LiH试样抗压强度与环境湿度之间的关系。结果表明,环境湿度对其力学性能有较大影响。试样放置时间较短时,环境湿度越高,试样抗压强度越高。     

合成时间和温度对金刚石聚晶硬度和磨耗比影响的研究

借用六面顶金刚石压机,以粒度为5μm的金刚石微粉为原材料、Co为黏结剂,在不同的合成时间和温度参数下得到金刚石聚晶(PCD),测其显微硬度和磨耗比。研究发现:PCD的磨耗比、维氏硬度等均随烧结时间的增长先增加后降低,在烧结时间为180 s时达到最大;PCD的磨耗比、维氏硬度等均随烧结温度的升高先变大后减小,在烧结温度为1 550℃时达到最大,烧结温度过低,金刚石晶粒棱角分明,晶粒间隙较大,而烧结温度过高,晶粒发生异常生长。通过对PCD试样的显微形貌和微观结构观察,分析了PCD试样出现显微硬度和磨耗比差异的原因。     

合成时间和温度对金刚石聚晶硬度和磨耗比影响的研究

借用六面顶金刚石压机,以粒度为5μm的金刚石微粉为原材料、Co为黏结剂,在不同的合成时间和温度参数下得到金刚石聚晶（PCD）,测其显微硬度和磨耗比。研究发现：PCD的磨耗比、维氏硬度等均随烧结时间的增长先增加后降低,在烧结时间为180 s 时达到最大;PCD 的磨耗比、维氏硬度等均随烧结温度的升高先变大后减小,在烧结温度为1550℃时达到最大,烧结温度过低,金刚石晶粒棱角分明,晶粒间隙较大,而烧结温度过高,晶粒发生异常生长。通过对PCD试样的显微形貌和微观结构观察,分析了PCD试样出现显微硬度和磨耗比差异的原因。     

YG20C硬质合金的SPS烧结工艺研究

采用正交试验优化YG20C硬质合金的SPS烧结工艺,研究烧结温度、烧结时间和烧结压力对材料性能的影响,并制备硬质合金。结果表明:YG20C硬质合金粉末经1 070℃×15 min×60 MPa最佳工艺烧结后,WC晶粒细小均匀地分布在Co基体上,致密度达到99.4%,硬度达到89.2HRA,比传统真空烧结提高2~3HRA。     

反应烧结制备FeAl/Al2O3复合材料的研究

对不同成分配比的Fe2O3粉和Al粉末生坯分别进行900,1 000,1 100℃烧结,利用自蔓延反应放热和加热炉加热的综合作用制备FeAl/Al2O3复合材料。用扫描电镜、维氏硬度计、M-200型磨损试验机对烧结合金的金相组织、硬度以及磨损性能进行测试。结果表明:Fe2O3-Al在适当配比和烧结温度下,可以合成以FeAl为基体、Al2O3和铝铁金属间化合物为增强相的复合材料;试样烧结前后相对密度受Al含量和烧结温度的影响,Al含量越高,烧结温度越高,相对密度越大;Al的质量分数为40.3%,1 100℃烧结后的样品具有最高硬度和最佳耐磨性能。     

烧结温度对高比重钨合金的响影

由三组不同的工业粉末在五个烧结温度下烧结出钨含量为93wt％的W-Ni-Fe高比重合金。烧结后,采用两种不同的热处理工艺,测量显微组织的拉伸性能的变化以评定这三个试验参数的影响。评价指标包括密度、硬度、拉伸强度、破断延伸率、晶粒尺寸、钨颗粒的邻接和粘结相的体积百分比。结果表明,不同粉末组的拉伸性能几乎无明显变化。对于较高的烧结温度,合金的延伸率增加,强度降低。这些变化是由于在较高烧结温度下显微组织的粗化所致。烧结后的两种热处理之间的差别是小的,且与烧结温度有关。     

常压烧结制备Al2O3/SiC纳米复合陶瓷及其显微结构的研究

以微米SiC颗粒和工业氧化铝为原料,采用机械混合法制备Al2O3/SiC复合粉末。将复合粉末煅烧、成型,在1 600℃,2h烧结可制备出Al2O3/SiC纳米复合陶瓷。通过XRD、DSC-TG、SEM和TEM等分析了煅烧和烧结过程中相组成的变化,烧成收缩和微观结构,结果表明:在氧化铝基体中添加80%(质量分数)平均粒径为5μm的SiC粒子,复合粉末经700℃煅烧后再成型,试样于1 600℃烧结,其相对体积质量可达93.8％。SiC粒子主要被包裹在Al2O3晶内形成“晶内型”纳米复合陶瓷。在烧结过程中由SiC氧化形成的SiO2包裹层与基质氧化铝反应形成的无定形莫来石前躯体可大大促进烧结;SiC埋料氧化形成的外壳可有效阻止烧结体内SiC的进一步氧化。     

烧结温度对Ti2SnC导电陶瓷摩擦磨损性能的影响

采用Ti粉、Sn粉和C粉为反应物原料,通过机械合金化和放电等离子(SPS)烧结进行Ti2SnC导电陶瓷的制备,探讨烧结温度对机械合金化产物和烧结块体的相组成及微观形貌的影响,同时对烧结块体的硬度、摩擦磨损性能进行分析。研究表明:温度为600~1 000℃,块体的硬度和摩擦因数随着烧结温度的提升而逐渐降低;温度为1 000℃;块体具有较低的硬度和较小的摩擦因数;温度超过1000℃,高温导致部分Ti2SnC开始分解,块体的硬度开始增加,摩擦磨损性能下降。     

成分和工艺对氧化锆陶瓷马氏体相变温度的影响

采用热膨胀方法测定氧化锆陶瓷中四方相（ｔ）→单斜相（ｍ ）马氏体相变开始温度（ Ｍｓ ）,研究了ＣｅＯ２－ ＺｒＯ２ 陶瓷中ＣｅＯ２ 含量和８ｍ ｏｌ％ ＣｅＯ２－ Ｙ２Ｏ３－ ＺｒＯ２ 陶瓷中Ｙ２Ｏ３ 含量以及烧结工艺和热处理条件对马氏体相变温度的影响。结果表明,提高ＣｅＯ２ 和Ｙ２Ｏ３ 含量均显著降低Ｍｓ 温度。当ＣｅＯ２ 为１２ｍ ｏｌ％ 或当ＣｅＯ２ 为８ｍ ｏｌ％ 、Ｙ２Ｏ３０７５ｍ ｏｌ％ 时, Ｍｓ 温度低于液氮温度（≈－ １９６℃）。成分一定时,延长烧结时间使Ｍｓ 温度下降;提高烧结温度使Ｍｓ点先下降后上升。分析认为烧结工艺对Ｍｓ 温度的影响是ｔ相晶粒尺寸和材料致密度综合作用的结果。随冷却速度增大, Ｍｓ 温度下降,热循环过程对Ｍｓ 影响不大     

低温烧结对氧化锌压敏电阻的影响

采用不同烧结温度(1 000~1 120℃)制备ZnO压敏电阻瓷,通过扫描电镜分析显微结构,探讨烧结温度对ZnO压敏电阻瓷小电流性能的影响机理。结果表明:烧结温度在1 020℃、保温90 min时,ZnO压敏电阻瓷的性能较好,电位梯度达到408 V/mm,漏电流为1.8μA,非线性系数为37;烧结温度在1 000℃时,电位梯度可达475 V/mm。     

β-Si_3N_4 晶粒生长对热压自韧 Si_3N_4 力学性能的影响

研究了１５ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３热压自韧Ｓｉ３Ｎ４的β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒生长对强度、韦伯模量和断裂韧性的影响。在最佳的工艺条件下，其强度、断裂韧性和韦伯模量分别为９６０ＭＰａ、１１．７２ＭＰａ·ｍ１／２和２４．５。实验结果表明，烧结温度和时间对β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒生长及力学性能有重要影响。随烧结温度升高，其强度、断裂韧性和韦伯模量值上升；超过１８００℃，其力学性能有一定下降。过长的烧结时间，将使β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒粗大，因而其性能降低。韦伯模量取决于β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒尺寸分布和显微结构均匀性。ＳＥＭ观察表明，裂纹偏转是该材料的主要增韧机制。另外，较大β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒的拔出和裂纹分支也对增韧有所贡献。     

SPS烧结M42粉末高速钢的烧结工艺研究

采用放电等离子烧结技术制备M42粉末高速钢,研究不同烧结工艺对M42粉末高速钢性能的影响。结果表明:M42粉末高速钢经970℃×10 min×70 MPa SPS烧结后,其显微组织细小均匀、无碳化物偏析,致密度达到96.53%;经1 180℃×5 min+550℃×1 h热处理后的硬度达到67.36HRC,与普通M42高速钢相比提高1~2HRC。     

烧结时间对W-Ni-Fe重合金的组织结构及性能影响的研究

研究了W -Ni-Fe重合金组织结构及性能与烧结时间的关系。研究表明 ,不同烧结时间的合金组织有很大差别 ,从而直接影响合金的性能。合适的烧结时间可以使合金具有良好的组织结构和最佳的力学性能     

W-Ni-Cu合金的气孔率对动态力学性能的影响

研究了高钨含量（＞９８ｗｔ％）的Ｗ－Ｎｉ－Ｃｕ合金经高温烧结后钨含量和冷却速度对微观组织中孔隙率和孔径的影响及微观组织对动态力学性能（ε·＝１０３～１０４ｓ－１）的影响。随着钨含量的增多，孔隙率增大，孔径减小，其动态拉伸强度降低，动态压缩强度变化不大。成份相同时，烧结后的冷却速度越慢，孔隙率略小，孔径增大，动态拉伸强度大大下降，动态压缩强度也有所下降。     

无压及热压烧结法制备Ce-TZP/Al2O3复相陶瓷材料

研究了无压和热压烧结Ce-CP/Al_2O_3陶瓷材料组织和性能。结果表明,热压烧结时,材料在1400℃,保温1h的条件下达到充分致密,此时相对密度为98.6％,这一结果与热压过程中的外加压力大大促进材料的致密化有关;而无压烧结时,材料达到充分致密化的温度为1500℃,相对密度为97.5％。另外,同无压烧结的样品相比,热压样品的微观组织细小,综合力学性能优良。     

烧结温度对稀土磷酸铝水性涂料性能影响

通过涂层的烧结过程实现磷酸铝水性涂料的结合性能,温度的变化影响涂层特性。采用落锤冲击试验法和柔性弯曲试验法定性评价了不同烧结温度的稀土磷酸铝水性涂层的综合结合性能,在250~300℃低温烧结获得涂层最佳工艺。结合磷酸铝相变规律和镧系稀土的金属学特性,分析了稀土磷酸铝水性涂料优异性能的机理。