纯钨零件的粉末注射成形工艺研究

本文以高能球磨钨粉和高纯钨粉为原料,采用粉末注射成形技术成功制备出具有复杂形状的纯钨及添加稀土的钨零件。重点研究了注射成形工艺参数对其微观结构及其力学性能的影响规律。研究结果表明,以高能球磨后的钨粉和Y2O3为原料,采用注射成形工艺可制备出烧结密度为18．26g／cm^3,相对密度为94．61％的钨零件,较佳的工艺参数为：粉末装载量为52％,注射温度为165℃,注射压力为65MPa,烧结温度为2300℃。研究结果还表明：稀土元素氧化物的添加,可显著提高注射成形钨零件的烧结密度,明显细化烧结后样品的晶粒。这是由于稀土氧化物作为第二相粒子弥散分布于晶界处,阻碍了位错的运动和高温烧结时晶粒的长大。     

粉末注射成型过程的双流体数学模型

为了研究粉末注射成型(PIM)过程特有的偏析现象,提出了等效粉末的概念并引入粉末的拟流体假设;通过引用流体动力学的研究方法建立了PIM过程双流体模型基本控制方程,并对粉末、粘结剂相间作用的表达式及粉末与粘结剂的粘度关系进行了探讨;采用CFX软件分别基于双流体及单流体数学模型对PIM过程进行了数值模拟.结果表明:两者的模拟结果吻合较好,证明了双流体数学模型的可靠性.     

粉末注射成形充模过程特有边界层效应的数值模拟

基于粉末-粘结剂的双流体模型,利用CFX软件粉末口射成形(PIM)对充模过程中粘结剂的分布变化进行了模拟计算.结果表明:在注射坯的表面薄层内粘结剂含量多于在注射坯中的平均值,且表面薄层内粘结剂体积分数由表到里逐渐下降,证实了PIM特有边界层效应的存在.随着注射温度由420 K升高到440 K,PIM特有的边界层效应变明显;随着入口的喂料流量由60cm3·s-1增加到80 am3·s-1,这种效应反而略有减轻.试验结果与模拟结果基本一致,表明了双流体模型用于PIM研究的可靠性.     

电子封装用高导热金属基复合材料的研究

高导热金属基复合材料具有优异的热物理性能,且密度较低,是非常理想的电子封装材料。但是由于其本身高的脆性和硬度,使得该材料很难通过二次机械加工成所需要的形状,严重制约了该材料的应用。本文总结了本实验室在第三代SiCp/Al电子封装材料以及第四代金刚石/Cu（或Al）电子封装材料的近净成形制备方面所取得的一些突破性成果,并就相关的关键工艺进行了讨论,论文最后对电子封装用高导热金属基复合材料未来的发展做出了展望。     

放电等离子烧结法制备高导热金刚石/Al复合材料

以金刚石颗粒和铝粉为原料,通过放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)制备高导热金刚石/Al复合材料,在烧结前采用真空微蒸发镀钛工艺对金刚石颗粒进行表面金属化,以降低复合材料的界面热阻.研究SPS工艺参数、铝粉粒度搭配以及复合材料中金刚石含量(体积分数)等对该复合材料致密度及热导率的影响....     

一种镍基粉末高温合金的静态再结晶行为

用EBSD和SEM等技术手段研究了热变形后的某种新型镍基粉末高温合金在不同温度下的静态再结晶行为。结果表明,镍基高温合金的静态再结晶开始温度在900℃以上,合金的显微硬度显著下降;而在组织中存在的γ’相和碳化物颗粒抑制再结晶晶粒的长大,在1100℃再结晶退火后合金的平均晶粒尺寸在约5μm。     

钛合金粉末注射成形工艺中粉末特性的研究

采用统计分析的方法系统研究了原料粉末特性如粒度和粒度分布、颗粒形状、粉末比表面积对PIM工艺过程的影响规律,从原料粉末的特性参数中筛选出显著影响喂料性能和PIM工艺过程的参数,并建立相应的经验模型.振实密度与粉末特性的关系式为:ft=235.0 0.20Dv 32.18σ-29.17Sw-26.81Ar,粉末流动性与粉末特性的关系式为Mi=240.38-33.54Sw-32.08Ar,注射温度、注射压力和保压时间与粉末特性表达式分别为Ti=12.35 1.86σ-16.0Sw 145.5Ar,Pp=-289.63-18.35Sw 256.28Ar,th=-2.36 5.63Ar 0.10Dv-0.95Sw.     

注射成形粘结钕铁硼/铁氧体复合磁体的研究

对注射成形粘结Nd-Fe-B/铁氧体复合磁体进行了深入的研究。实验结果表明：随着铁氧体磁粉的加入，复合磁体的磁性能虽略有降低，但其力学性能及热稳定性均有大幅度改善，特别是在铁氧体含量为87%（质量分数时），复合磁体内禀矫顽力温度系数为零，不同磁粉间静磁场的存在，使得复合磁体在铁氧体含量低于70%（质量分数）时，其磁性能大于平均值，而大于70%（质量分数）时则小于平均值。     

放电等离子烧结制备非连续石墨纤维/Cu复合材料

以磨碎中间相沥青基石墨纤维和铜粉为原料,通过放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)制备非连续石墨纤维/Cu复合材料,对石墨纤维表面进行镀钛金属化处理,以改善材料的界面结合状况.研究SPS工艺参数、铜粉粒度搭配、石墨纤维表面镀钛以及石墨纤维含量对石墨纤维/Cu复合材料致密度及热导率的影响.结果表明,将平均粒度为12和80 μm的铜粉按1∶2的质量比搭配,再与表面镀钛石墨纤维按1∶1的体积比混合,采用35 MPa先加压后送热的加压方式,于895℃下进行放电等离子烧结,可获得致密度达99.6％、热导率为364 W/(m·K)的石墨纤维/Cu复合材料,是1种很有潜力的电子封装材料.石墨纤维表面镀覆的极薄Ti镀层,可使复合材料在二维平面方向上的热导率从196 W/(m·K)提高到364 W/(m·K).