放电等离子烧结B4C研究进展

B₄C是一种重要的工业材料,被广泛应用于零件加工、航空航天、装甲防护和核工业领域。放电等离子烧结是一种通过多场耦合作用来实现材料低温快速烧结的技术。本文综述了近几年来放电等离子烧结制备B₄C陶瓷的研究现状,阐述了放电等离子烧结的基本原理和特点,着重分析了不同原料粉末和不同烧结工艺参数对B₄C结构和性能的影响,最后对放电等离子烧结B₄C陶瓷的发展做出了展望。     

放电等离子烧结制备无粘结相SiCw/WC硬质合金

以碳化硅晶须(SiC whiskers,SiC_w)作为增韧相,通过放电等离子烧结制备了无粘结相SiC_w/WC硬质合金。考察了放电等离子烧结温度及SiC_w添加量对SiC_w/WC硬质合金组织性能的影响。结果表明,采用放电等离子烧结在1800℃下可获得相对密度高于99%的WC烧结体,其维氏硬度和断裂韧性分别达到25.99 GPa和4.99 MPa·m^1/2。添加适量的SiC_w可以改善SiC_w/WC烧结性能和断裂韧性,在SiC_w的质量分数为0.6%时,断裂韧性达到6.80 MPa·m^1/2,当添加过量的SiC_w时,增韧效果减弱。     

流延制备有序排列石墨烯增韧氧化锆陶瓷的结构与力学性能

采用流延成形与放电等离子烧结制备有序排列石墨烯纳米片(graphenenanosheets,GNS)增韧四方氧化锆多晶体(tetragonal zirconia polycrysta, TZP)陶瓷,研究石墨烯含量(体积分数,下同)对GNS/TZP陶瓷相组成、显微结构以及硬度与断裂韧性的影响,并进一步分析有序排列石墨烯TZP对陶瓷的增韧机制。结果表明:添加少量石墨烯可显著提高陶瓷的断裂韧性。添加0.25%石墨烯的氧化锆陶瓷断裂韧性提升幅度最大,从4.39 MPa·m~(0.5)提升至7.21 MPa·m~(0.5),提升64.1%,硬度(HV_(20))下降不到1%,为1 345.3。石墨烯在基体材料内平行有序排列,增韧氧化锆陶瓷的机理为以裂纹偏转为主,多种机制协同作用。     

氧化锆陶瓷应力诱导相变增韧机理研究

利用放电等离子烧结技术(SPS)制备了Y-TZP氧化锆陶瓷,研究了Y-TZP氧化锆陶瓷应力诱导相变增韧机理。结果表明:氧化锆陶瓷晶粒尺寸大于临界相变尺寸时,t相会自发转化为m相,降低断裂韧性;当晶粒尺寸小于临界相变尺寸时,介稳t相可在应力诱导下可以发生t相向m相转变,且晶粒尺寸越大,相变量越大,提高材料的断裂韧性。晶粒尺寸是影响应力诱导相变量的主要因素,两者呈近似线性递增关系;随着晶粒尺寸的增加,断裂韧性先减后增,近似呈抛物线关系。     

烧结温度对SPS制备Ag/La2O3触点材料的影响

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了Ag/La2O3触点材料,研究了烧结温度对其致密度、显微结构及力学性能的影响.结果表明:采用SPS技术制备Ag/La2O3触点材料的工艺中,烧结温度对材料的致密度有着显著的影响,500℃烧结体的致密度最大,达到了97.2%,且试样的抗弯强度最高,约为450MPa;塑性断裂是其主要断裂方式,在不同烧结温度的烧结过程中没有新相出现,La2O3颗粒在银基体中均匀弥散分布.     

烧结工艺对MoSi2/316L接头组织形貌的影响

以MoSi2/316L梯度材料作为过渡层,采用放电等离子烧结技术实现了MoSi2与316L不锈钢的连接,着重研究了烧结温度、烧结压力及保温时间对MoSi2/316L接头组织形貌的影响.结果表明:烧结温度与压力的升高有利于改善接头组织与形貌,保温时间对连接性能影响不大;在50MPa、1 050℃×10min工艺条件下,可得到致密的MoSi2/316L连接接头,该接头无宏观缺陷及层间开裂,界面结合紧密,组织形貌良好.     

铜包覆石墨烯增强316L奥氏体不锈钢力学性能研究

采用分子水平混合和低速球磨的方法制备铜包裹石墨烯/316 L不锈钢复合粉体,通过放电等离子烧结制备石墨烯增强316 L奥氏体不锈钢复合材料,研究铜及石墨烯对复合材料密度、硬度和拉伸性能的影响,并对拉伸断口形貌进行了分析.结果表明:通过分子混合和球磨混合可制备铜包裹石墨烯与不锈钢均匀混合的复合粉体.烧结过程石墨烯结构保持完整.铜包裹石墨烯增强体可明显改善烧结不锈钢复合材料的密度、硬度、抗拉强度和屈服强度,使其分别提高3.6%、17.4%、35.8%和34.5%.     

17(xNi-Cu)/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷的制备与性能

采用固、液相烧结工艺制备了4组17(xNi-Cu)/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷和1组NiFe2O4-10NiO纯陶瓷材料,研究其显微组织以及抗弯强度、断裂韧性等性能.结果表明:相对固相烧结样品,采用液相烧结工艺制备的金属陶瓷材料晶粒粗化,但其力学性能却有所提高.其中,液相烧结的17(80Ni-Cu)/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷材料抗弯强度达到152 MPa,KIc达到4.54 MPa·m1/2,比对应的固相烧结17(80Ni-Cu)/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷分别提高3%和14.7%.进一步分析表明,力学性能提高主要得益于孔隙度下降.通过扫描电镜观察样品压痕发现,纯陶瓷中裂纹扩展形式单一,而金属陶瓷中裂纹扩展形式趋于多样化,使金属陶瓷韧性有较大提高.     

SPS烧结温度对WCoB-TiC金属陶瓷组织及性能的影响

采用放电等离子烧结工艺制备WCoB-TiC金属陶瓷,研究了烧结温度对WCoB-TiC组织及力学性能的影响.实验结果表明:随着烧结温度的提高,金属陶瓷密度和硬度先增加后减小.当烧结温度为1 300℃时,WCoB-TiC金属陶瓷组织致密性最佳,密度达到9.33 g/cm3,并且硬度及抗弯强度最大,分别为92 HRA和824...     

反应烧结制备TiC-Ti3SiC2梯度材料

采用Ti、Si、TiC粉末为原料,通过放电等离子反应烧结制备TiC-Ti<,3>SiC<,2>梯度功能材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,分析梯度材料的相组成和微观结构特征.结果表明,采用放电等离子烧结,升温速度为100℃/min时,在1 350℃保温15min、加压40MPa...