纳米AlN粉末的制备与烧结

利用低温燃烧合成前驱物制备出平均粒度为100 nm的AlN陶瓷粉末,比较了该粉末的常压烧结和放电等离子烧结的特性.实验表明:以合成的AlN粉末为原料,添加5%(质量比)Y2O3作为烧结助剂,在常压、流动N2气氛下1600℃保温3 h,制备出平均晶粒尺寸为4～8 μm、密度为3.28 g·cm-3的AlN陶瓷;将同样的粉末不加任何烧结助剂,采用SPS技术在1600℃保温4 min,得到密度为3.26 g·cm-3的AlN陶瓷,晶粒度约为1～2μm.     

尿素对以硝酸铝和葡萄糖为原料合成氮化铝粉末反应过程中相变及反应速率的影响

以硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)和葡萄糖(C6H12O6·H2O)为原料,利用碳热还原法制备氮化铝粉末,研究了尿素对前驱物的制备及前驱物氮化反应的影响,研究发现添加尿素合成的前驱物和未添加尿素合成的前驱物在氮化反应过程中相变和反应速率存在较大差异。在没有添加尿素合成的前驱物的氮化反应过程中,出现了γ-Al2O3、α-Al2O3、AlON和AIN相,该前驱物的反应速率慢,完全氮化需要在1600℃下才能完成。对于添加尿素合成的前驱物而言,在其氮化反应过程中仅出现了γ-Al2O3和AIN相,没有α-Al2O3和AlON的生成,AIN直接由γ-Al2O3氮化生成,该前驱物的氮化反应速率快,氮化反应温度低,在1400℃下即可实现完全氮化。分析讨论了两种前驱物的氮化反应速率不同的主要原因,并利用XRD、SEM等分析方法对粉末进行了表征。     

含微量Ti和Al的钴基耐热合金的应力松弛行为

采用热模拟技术研究了含微量Ti和Al钴基耐热合金在不同温度下的应力松弛行为.结果表明,当温度高于600℃时,该合金才会发生应力松弛现象.其应力松弛曲线可以用二次延迟函数来描述.透射电镜观察表明,该合金低温变形机制为层错,高温时为位错,600℃时形成大量的位错和宽度窄的层错,800℃时发生位错滑移为主的回复蠕变,而在1 000℃时发生亚晶粒长大为主的回复蠕变.     

新型纳米晶硬质合金的研究现状及发展趋势

纳米晶硬质合金以其优异的性能在电子信息、汽车制造、航空航天、国防军事等领域被广泛应用。本文概述了近年来纳米晶硬质合金的发展状况,包括新型粘结相纳米晶硬质合金、无粘结相纳米晶硬质合金、梯度纳米晶硬质合金以及涂层纳米晶硬质合金等一系列新型纳米晶硬质合金,展望了纳米晶硬质合金在各个领域的发展前景和研发重点,为现代硬质合金材料及技术的发展提供新思路。     

AlN-BN复合陶瓷的结构与性能

以碳热还原法合成的AlN粉末和市售BN粉末为原料, 利用无压烧结工艺制备AlN－BN复合陶瓷, 研究了AlN－BN复合陶瓷结构和性能的关系.结果表明: 随着BN含量的增加, 在复合陶瓷中逐渐形成卡片房式结构, 阻碍材料的收缩和致密, 复合材料的致密度下降, 热导率和硬度也随之下降, 综合考虑热导率和硬度因素, 认为利用常压烧结工艺制备可加工AlN－BN复合陶瓷时, BN质量分数在10%～15%之间是合适的, 可以制备出热导率在100～140 W·m-1·K-1, 硬度HRA在55～75之间的AlN－BN复合陶瓷.     

纯钨MIM黏结剂的优化及其流变性能

为了获得适合纯钨注射成形的黏结剂,通过热力学计算和喂料的流变实验,系统地研究了黏结剂组元的相容性和不同配方的蜡基黏结剂的流变性能,分析了多种因素对喂料黏度的影响,综合评价了不同黏结剂构成的喂料的流变性能,并对喂料进行了SEM观察,结果表明：所选用的黏结剂体系中各组元之间有很好的相容性,当PW与其他组元的质量比大于4时,表现为热力学相容性;由60%PW-10%HDPE-12%PS-13%PP-5%SA组成的黏结剂的流变性能最好,其综合模塑性指数为7.07 m2/N.s.K,SEM结果显示其喂料相当均匀.     

粉末注射成形Fe-50%Ni软磁合金

Fe-50%Ni合金是一种典型的高磁导率和低矫顽力的软磁材料,有着广阔的应用前景.本次实验以羰基铁粉和羰基镍粉为原料粉末,采用注射成形方法制取Fe-50%Ni软磁合金,研究了高能球磨制备粉末对注射成形工艺以及材料性能的影响.研究结果表明与未经过高能球磨的混合粉末相比,高能球磨改变了原料粉末的粒度和粒度组成,提高了粉末的振实密度,进而提高了装载量.通过显微组织分析得知,高能球磨能使两种粉末发生塑性变形并冷焊合,形成了复合粉,促进了两种成分之间发生扩散和固态反应,同时还增加了粉末颗粒的能量,使颗粒表面活化,促进了烧结,提高了烧结材料的致密度.本实验最终获得了高性能的软磁合金材料磁导率41.27 mH/m,饱和磁感应强度1.498 T,矫顽力7.533 A/m.所得到的软磁材料性能优于相应传统粉末冶金方法获得的材料性能.     

金属注射成形Ti-6Al-4V烧结坯的力学性能与烧结时间关系

研究了在1260℃烧结时,烧结时间对Ti-6Al-4V烧结坯力学性能的影响.结果表明平均晶粒尺寸为45 μm的氢化-脱氢粉末样品在1 260C烧结3 h～6 h,其相对密度为95.6%～96.7%、拉伸强度648 MPa～686 MPa、屈服强度526 MPa～615 MPa,但延伸率仅小于4%.90%气雾化(晶粒尺寸为32.5 μm)和10%氢化-脱氢混合粉末样品在1 260℃烧结2 h～6 h,其相对密度大于95%、拉伸强度800 MPa～848 MPa、屈服强度712 MPa～762 MPa、延伸率7.4%～9.5%.混合粉末样品的力学性能几乎达到美国ASTM粉末冶金的标准.     

Y2O3对SPS烧结纳米AlN粉末的影响

利用低温燃烧法合成出了平均粒度为100 nm的AlN粉末,将合成的粉末采用放电等离子(SPS)技术进行低温强化烧结,研究Y2O3对烧结过程以及烧结试样特性的影响.XRD进行物相分析,SEM观察断口形貌,排水法测烧结试样的密度,激光闪光法测烧结试样的热导率.实验表明采用低温燃烧法合成出的AlN粉末具有非常好的烧结性能,采用SPS烧结技术,40 MPa压力下,在1600℃保温4 min,就能得到非常致密的AlN陶瓷;Y2O3对纳米AlN粉末在SPS低温强化烧结过程仍有促进作用,使试样在更低的温度下烧结致密,并且晶粒更细小,从而热导率也较低;加入Y2O3的烧结试样晶界强度增加,断口中有较多的穿晶断裂形式,而不加入Y2O3的烧结试样主要以沿晶形式断裂.     

氮化铝陶瓷研究和发展

从氮化铝陶瓷的制备工艺，即粉末的合成、成形、烧结3个方面详细介绍了氮化铝陶瓷的研究状况，指出低成本的粉末制备工艺和氮化铝陶瓷的复合形状成形技术是目前很有价值的氮化铝陶瓷的研究方向。