烧结温度对Cu-Ni-NiO-NiFe_2O_4金属陶瓷性能的影响

采用两步烧结法制备Cu-Ni-NiO-NiFe_2O_4金属陶瓷,重点研究了烧结温度对金属陶瓷材料收缩率、孔隙率、抗弯强度、抗热震性能和微观组织结构的影响以及烧结致密化机理。研究结果表明:随着烧结温度的升高,样品的收缩程度和抗热震性能逐渐增大、孔隙率逐渐减小;烧结温度为1 225℃,样品的最大水平收缩率为10.2%、垂直收缩率为9.4%和最小孔隙率为4.8%;样品的弯曲强度随烧结温度升高呈先增大后减小趋势,在1 200℃时获得最大值117.0MPa。随着烧结温度的升高,样品的抗热震性能迅速提高。     

凝胶注模成形制备铜锡多孔材料的研究

采用非水基凝胶注模工艺,对铜锡复合粉体进行了成形与烧结的研究。非水基凝胶注模的单体为甲基丙烯酸-2-羟基乙酯,溶剂为1,2-丙二醇,交联剂为二乙二醇丙烯酸酯,引发剂催化剂为过氧化苯甲酰-N,N-二甲基苯胺,分散剂采用聚乙烯比咯烷酮。制备出不同固相含量的悬浮液,经过凝胶成形与烧结,得到铜锡烧结多孔材料。探讨了坯体的性能、烧结过程中的收缩率、孔隙率、显微结构和力学性能。结果表明:经过脱模干燥后的坯体抗弯强度最大能达到12.76 MPa,坯体中的金属粉末颗粒均匀分散在有机三维骨架中,对于烧结多孔材料,随着固相含量的增加,烧结体密度增大,烧结收缩率降低,抗压性能提高。烧结试样孔隙率在20%~40%之间,烧结收缩率小于12%,抗弯强度最大为240 MPa,制备的烧结多孔材料孔隙分布均一、能制备复杂形状的部件。     

制备工艺对碳化硼陶瓷性能的影响

以活性炭和碳化硅为烧结助剂,采用真空热压工艺,制备了碳化硼陶瓷材料.研究了真空热压工艺、烧结助剂对碳化硼陶瓷性能及断口的影响,结果表明,以活性炭和碳化硅为烧结助剂的碳化硼陶瓷随热压压力增加,开口孔隙度减小,相对密度和抗弯强度增加.添加活性炭的碳化硼陶瓷在热压压力为35MPa下,开口孔隙度有最小值(1.7%),相对密度(91.7%)和抗弯强度(277.6MPa)达最大值;以碳化硅为烧结助剂的碳化硼陶瓷在热压压力为30MPa下,开口孔隙度有最小值(0.66%),相对密度(91.9%)和抗弯强度(173.6MPa)达最大值.添加活性炭的碳化硼陶瓷随保温时间由30min增加到90min,开口孔隙度逐渐减小而相对密度逐渐增加(90min时分别达到0.19%、99.6%),抗弯强度先增加后减小,在保温时间为60min时抗弯强度达到最大值(351.7MPa).在相同的真空热压工艺下,添加活性炭的碳化硼陶瓷与添加碳化硅的碳化硼陶瓷相比,其开口孔隙度低,抗弯强度高.初步探讨了真空热压工艺以及添加剂促进碳化硼陶瓷烧结的机理.     

基于定向多孔SiC的浸渍-裂解法制备SiC陶瓷材料的结构与性能

以冷冻浇注成形法制备定向多孔碳化硅做支架,然后采用含乙烯基液态聚碳硅烷为浸渍液,对多孔支架进行循环浸渍-裂解,得到碳化硅陶瓷材料。研究浸渍-裂解循环次数对SiC材料的密度、孔隙率、显微形貌与抗弯强度的影响。结果表明,冷冻浇注成形的多孔SiC支架为定向多孔的树枝状结构,支架的密度、孔隙率和抗弯强度分别为0.45 g/cm~3,87.7%和8.53 MPa。最终碳化硅陶瓷材料的密度为2.08 g/cm~3,孔隙率为5.9%,抗弯强度为157.43 MPa。采用该方法可制备密度较低、性能良好的碳化硅陶瓷材料。     

烧结温度对碳化硅陶瓷力学性能的影响

采用硼、碳助剂无压烧结制备碳化硅陶瓷。针对烧结温度与碳化硅烧结体密度、抗弯强度以及硬度之间的关系进行了试验研究,并对不同温度下制备的烧结体进行了显微结构形貌观察和XRD图谱分析。结果表明,烧结温度在2190～2220℃范围内可以制备密度高、力学性能好的碳化硅陶瓷。其相对密度超过96%;抗弯强度接近400MPa;维氏硬度23GPa以上。在试验温度范围内,密度与抗弯强度之间的关系近似为线性关系,密度越高抗弯强度和硬度性能越好。     

粉末烧结法制备多孔Ti-6Al-7Nb合金的工艺优化

以Ti粉、Al粉和Nb粉为原料,采用粉末烧结法制备多孔Ti-6Al-7Nb合金,利用正交试验考察了混料时间、压制压力、烧结温度、烧结时间对孔隙率的影响。结果表明,各因素对孔隙率的影响主次顺序为:烧结温度烧结时间压制压力混料时间。结合骨科植入所需材料的孔隙率和孔径分布情况确定最优工艺参数为:混料时间4 h,压制压力100 MPa,烧结温度1 100℃,烧结时间2.5 h,采用最优工艺制备的多孔Ti-6Al-7Nb孔隙率为32%,孔径尺寸集中分布于5~12μm范围。     

添加氧化铝烧结助剂的碳化硼陶瓷无压烧结工艺研究

采用无压烧结工艺,通过添加质量分数为5%的氧化铝烧结助剂,制备得到了碳化硼陶瓷,其中烧结温度从2000℃到2250℃,保温时间为1、2和3 h。对烧结试样进行了体积密度、显气孔率、维氏硬度、显微形貌和晶体结构测试,并与2250℃下烧结得到的不添加烧结助剂碳化硼试样进行了比较。实验结果表明:由于烧结助剂与碳化硼在扩散运动中的相互作用,导致添加氧化铝助剂无压烧结碳化硼晶粒的形态变化具有温度选择性;氧化铝助剂所体现的液相扩散作用和钉扎作用,既可阻碍碳化硼晶粒长大,又可大幅度降低碳化硼的气孔率;通过烧结工艺控制氧化铝助剂成分在晶粒烧结体中的比例,可以将氧化铝成分完全包裹在碳化硼晶粒内部,有利于碳化硼烧结中的晶粒控制和空隙调整,从而避免助剂成分对烧结碳化硼可能造成的不利影响。     

添加升华性造孔剂的放电等离子法制备多孔铝块体材料

为解决高孔隙率多孔金属材料制备过程中的污染问题,以升华性萘颗粒为造孔剂,采用放电等离子脉冲烧结法(SPS)进行多孔铝块体材料的制备。结果表明,升华性造孔剂可在实现多孔铝材料高孔隙率的同时,有效提高其洁净度。采用该方法在350℃时可以制备出结构与尺寸可控性好、开孔效果好、孔隙率(63.33%)较高、粉体颗粒无明显长大的多孔金属铝块体材料。升华性造孔剂可对孔隙体积进行有效调节,实现多孔铝材料体内小孔与大孔的合理搭配,进一步改善多孔铝材料孔隙之间的连通性,该方法与SPS烧结技术相结合后,对于开孔性与颗粒连接性要求较高的多孔金属材料制备具有技术优势。     

粉末活化烧结制备高性能铁基合金

将机械球磨后的预合金粉分别与雾化铁粉及羰基铁粉混合,通过真空烧结法制备Fe-3Mo-3Cr-1.2V-0.5Mn-2C铁基粉末冶金材料,研究机械球磨活化预合金粉以及羰基铁粉的加入对材料显微组织结构和力学性能的影响。结果表明:对预合金粉进行机械球磨活化有利于合金元素在雾化铁粉中的烧结扩散,可促进铁基粉末冶金材料的致密化;当采用高表面活性的羰基铁粉作为原料替代雾化铁粉时,能够使样品在低的烧结温度下获得更高的密度及力学性能。其中,在1120℃下烧结条件,铁基合金材料孔隙率较低,晶粒尺寸适中,样品密度为7.68 g/cm³,布氏硬度高达538,抗弯强度为1222 MPa。     

稀土氧化物对碳化硼陶瓷性能的影响

以稀土氧化物为主要烧结助剂,以碳化硼粉末为基体,采用真空热压烧结技术制备出碳化硼陶瓷.研究了成分配比、烧结工艺对材料致密度及力学性能的影响;分析了稀土氧化物对烧结温度及材料性能的影响,并确定最佳烧结温度;探讨不同添加剂对碳化硼陶瓷显微结构影响及烧结机理.结果表明,以稀土氧化物为主要烧结助剂,其烧结温度降低约80℃;碳化硼陶瓷的最佳材料配方与烧结工艺为:m(B4C):m(La2O3):m(Al2O3):m(C)＝70:6:12:12,烧结温度1 850℃,压力20MPa,保温时间1h;所得碳化硼陶瓷性能:相对密度92.5%,抗弯强度156.76MPa,硬度97HRA;分别以氧化铝和活性碳、氧化钇、氧化镧、氧化钇和氧化镧为烧结助剂时,碳化硼陶瓷烧结过程中形成的新相分别为Al8B4C7、Y3Al5O12、LaAlO3、(Y3Al5O12 LaAlO3).其中含稀土相,尤其是新相LaAlO3与碳化硼颗粒表面有良好的结合,因此提高了致密度,降低了烧结温度.     

新型 WC-MoCoB 金属陶瓷涂层制备及其性能研究

本文以碳化钨、碳化硼、钴和钼粉末为原料,按一定比例进行机械混合,采用团聚烧结工艺制备了WC-MoCoB复合金属陶瓷粉末,并利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)对其微观形貌、元素含量和相组成进行了表征;进而采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了WC-MoCoB复合金属陶瓷涂层,并对涂层的微观组织、显微硬度、结合强度及抗腐蚀等性能进行研究。研究结果表明:该团聚烧结工艺制备的WC-MoCoB复合金属陶瓷粉末具有流动性好、松装密度较高的特点。该粉末经过超音速火焰喷涂加工形成的复合金属陶瓷涂层,结合强度高、孔隙率低,同时表现出优异的耐腐蚀性能。     

原位生成CeB_6颗粒增韧B_4C/Al复合材料的研究

采用无压浸渗法制备了B_4C-CeB_6/Al复合材料, 并对其进行了力学性能测试. B_4C-CeB_6/Al复合材料的密度、抗弯强度、断裂韧性相比单一B4C材料都有很大的提高, 而硬度有所降低. 其抗弯强度值为409.47 Mpa, 比单一碳化硼提高了39.32%; 断裂韧性值6.58 Mpa·m~(1/2), 比单一碳化硼提高了78.80%. B_4C-CeB_6/Al复合材料的抗弯强度和断裂韧性的提高主要有两方面的作用: 一是由于原位生成的CeB_6和B_4C颗粒之间热膨胀系数的不匹配产生残余应力, 从而引起裂纹偏转起到增韧的效果; 二是渗入金属铝的延展性在复合材料中得以体现, 使复合材料韧性增加.     

Effect of porosity and grain size on the mechanical properties of hot-pressed boron carbide

Conclusions An investigation was carried out into the effect of porosity in the range 2–46% and grain size in the range (5–140)·10^–6 m on the mechanical properties of boron carbide. It is shown that the level of mechanical properties of boron carbide produced by hot pressing from powders synthesized from the elements is 1.5 times higher than that of boron carbide produced by other methods. Increasing the porosity of boron carbide to 46% decreases its strength by a factor of six or seven. Increasing the grain size to 140·10^–6 m has the same effect. An analysis is made of equations describing the dependence of the mechanical properties of boron carbide on porosity and grain size. The constants of these equations have been determined.Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, No. 1(229), pp. 63–67, January, 1982.     

红外辐射多孔陶瓷的研制

为了研制1种新型轻质热工材料——红外辐射多孔陶瓷,研究了其配方组成及制备工艺,对材料的微观结构、气孔的尺寸和分布、气孔率、体积密度、导热系数、机械性能及热发射率分别进行了测定。结果表明:采用发泡和添加造孔剂相结合的制备工艺,可获得孔径小且分布均匀,具有优良绝热性能及较高常温耐压强度的红外辐射多孔陶瓷材料,且掺入由过渡族氧化物组成的高辐射率材料,可使该材料在整个红外辐射波段都具有很高的发射率。     

热爆法制备多孔NiTi形状记忆合金

Porous NiTi shape memory alloys (SMAs) havebeen widely used in medical fields such as hard tis-sue implant and medical instrument because of itsspecial pseudoelasticty, which can accommodate thedeformation of hard tissue, and its attractive combi-nation of properties such as excellent mechanicalproperties, good corrosion resistance, biocompati-bility and unique shape memory effect[1,2]. Moreo-ver, its porous structure allows the ingrowths of newtissue along with the transport of body fluids, …     

Structure and high-temperature strength of composite materials based on boron nitride

The structure and physicomechanical properties of composite materials based on boron nitride within which new phases (mullite and sialon) form during hot compaction are studied. It is established that the microstructure of composites is specified by their texture formation caused by the crystal morphology of boron nitride particles and it is almost independent of composite phase composition. It is shown that the main factor that affects strength is porosity. The dependence of strength on porosity is exponential in character. The strength of boron nitride-mullite and boron nitride-sialon composites is 110–140 MPa and at 20–1200°C it is almost unchanged. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Nos. 5–6(449), pp. 33–39, May–June, 2006.     

Study of the porous structure of a monolayer carbon-ceramic composite material of the C-SiC composition

Samples of a monolayer carbon-ceramic composite material (composite) of the C-SiC composition are obtained as a result of the compaction of porous substrates made of a thin carbonized carbon fiber-reinforced plastic based on one layer of a carbon cloth with silicon carbide deposited from the gas phase of methylsilane. At each step of preparation of this material, its density, porosity, and specific pore surface are determined by standard contact porosimetry. Based on the obtained distributions of the specific volume and specific surfaces of pores by their radii, changes in the porous structure of samples are considered. The necessity of high-temperature annealing as a technological step in making the composite leading to the disappearance of microporosimety within the composite is shown. The microstructure of the composite under study is also studied with the use of scanning electronic microscopy.     

硼对耐磨球墨铸铁组织和力学性能的影响

研究了不同硼含量对含碳3．4％－3．8％、含硅2．0％－3．0％，含锰2．0％－＝3．0％的球墨铸铁铸主热处理态组织和力学性能的影响。结果表明：随着硼含量的增加，铸态组织中的碳化物数量增加，硬度提高，冲击韧性下降，当硼含量大于0．010％时，铸态组织中出现了明显的网状或断网状碳化物，冲击韧性下降幅度较大，经淬火、回火后、碳化物发生不同程度的溶解。当硼含量为0．003％－0．0105时，热处理后碳化物基本消失，硬度保持在HRC50左右，冲击韧性达到或超过9J／cm^2；当硼含量超过0．010％时，热处理后仍存在断网状或条块状碳化物，硬度稍有增加，冲击初性明显下降。