压制压力对Cu-Ni系粉末烧结行为的影响

将Cu、Ni混合粉末压制成形后,用固相烧结的方法制成块状试样,研究压制压力对Cu粉和Ni粉烧结行为的影响。研究表明,增大Cu粉和Ni粉成形中的压制压力,可以促进固相烧结过程中的界面扩散和迁移,有利于Cu Ni单相固溶体组织的形成;同时,Cu粉和Ni粉生坯和烧结体的致密度和硬度也都呈上升趋势。     

多孔NiTi形状记忆合金的制备及性能

采用球磨后的NiTi合金粉末为原料,添加尿素作为造孔剂,利用粉末烧结法制备多孔NiTi形状记忆合金.研究烧结温度、保温时间和预成型压力等条件对制备的多孔NiTi合金组织结构和力学性能的影响.结果表明:相对于传统的Ni粉和Ti粉近等原子比混合烧结方法,此方法制备的多孔NiTi合金的相组成更加纯净.且随烧结温度升高,多孔N...     

铁基粉末冶金制件烧结时纳米铜在界面的作用

为研究微量纳米铜添加到铁基粉末冶金件中烧结时对粒界扩散的作用.试验选择添加0.5%纳米铜的铁基粉末,通过高能球磨混合压制成样品,分别在不同温度相同保温时间及相同温度不同保温时间进行烧结,将上述试样冲击产生断口,通过SEM观察断口上纳米铜形貌变化.结果表明,纳米铜在铁基粉末冶金制品烧结过程中,保温时间相同随烧结温度升高和在相同烧结温度下随保温时间的延长在界面上发生快速吸附、溶解和扩散,使其团聚长大,在较低温度溶解于铁基粉末颗粒表面,明显降低烧结温度,由传统的工艺温度1180℃降低到920℃.     

均匀化退火等温冷却对Mg-10Al-1Zn镁合金组织性能的影响

对Mg-10Al-1Zn镁合金进行均匀化退火等温冷却处理,探讨等温温度和时间对β-Mg17Al12相析出形貌和合金力学性能的影响。研究结果表明:在420℃保温24h再经200~300℃保温1~6h后,β-Mg17Al12相均以层片状形态均匀析出。β-Mg17Al12相析出量随时间延长而增加,平均层片间距随等温温度升高而增大。合金在420℃保温24h再经250℃保温2h后,布氏硬度达到最高值80.1HB。     

机械球磨对Ti-Al复合粉扩散反应的影响

研究了粉末烧结制取Ti-Al金属间化合物过程中,机械球磨对Ti、Al混合粉扩散反应的影响.结果表明,机械球磨使Ti、Al混合粉形成具有层片结构的复合粉,且球磨时间越长,层片越薄越均匀.在固相下对不同球磨时间的Ti、Al混合粉压坯试样进行烧结后,通过X射线衍射、扫描电镜及能谱分析,结果表明,球磨时间越长,越有利于Ti、Al之间的扩散反应,越容易形成Ti-Al金属间化合物,并有利于组织的均匀化.     

Nb-Si超高温材料的放电等离子烧结(SPS)工艺研究EI北大核心CSCD

以Nb,Si粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了二元Nb-Si超高温材料,研究了烧结温度、保温时间、加热速率和冷却速率等工艺参数对材料物相组成、微观组织和室温力学性能的影响。结果表明:烧结温度在1300℃以上时,材料主要由Nbss(铌基固溶体)和α-Nb5Si3两相组成,材料的致密度和室温力学性能随着烧结温度的升高而不断提高,在1600℃制备的材料力学性能最好;在1600℃时,随着保温时间的延长,材料的物相组成和微观组织基本没有变化,而其力学性能有小幅度提高;较慢的加热速率和烧结完成后较快的冷却速率均有利于提高材料的室温力学性能。应用优化后的SPS工艺,制备出了室温综合力学性能优异的Nb-Si超高温材料。     

烧结温度对TC4合金的微观结构和力学性能的影响

将TiH₂、Al-V粉末压制成型后进行真空烧结,制备出Ti6Al4V(TC4)合金,使用XRD、金相和SEM断口形貌观测以及力学性能测试等手段对其表征,研究了烧结温度对合金力学性能的影响。结果表明：烧结样品由密排六方α-Ti和体心立方β-Ti双相组成,其形貌呈等轴、网篮或板条(片状、针状)状,随着烧结温度的提高和保温时间的延长等轴组织减少,片状组织和针状组织增加且其组织粗化,在1150℃烧结的样品具有较好网篮结构组织;用该方法可制备相对密度为96.9%~99.6%、抗拉强度为719.3~914.1 MPa、延伸率为6.2%~9.4%、硬度为313.2~364.8HV的TC4合金试样;在1150℃保温1.5 h的样品性能较好,其抗拉强度最高(914.1 MPa),对应的延伸率和硬度分别为7.6%和355.5HV;用纯TiH₂粉末烧结样品的断口呈韧性断裂;加入合金元素的样品其断口逐渐由韧性断口变为韧性和脆性混合的断口,其强度提高、延伸率下降。     

Al-Fe液/固复合界面扩散溶解层研究

采用镶嵌式扩散偶技术制备了Al-Fe扩散偶,在Al熔点以上Fe熔点以下进行扩散热处理,研究了Al-Fe液/固界面扩散溶解层的组织结构演变、形成机理及生长规律。实验结果表明,Al-Fe扩散偶扩散热处理后的组织结构为Al+FeAl3/FeAl3/Fe2Al5/Fe;Fe2Al5层是保温过程中第一个出现的也是唯一出现的连续单相层,FeAl3层则是在冷却过程中形成;Al基中存在针状的和条状的FeAl3析出相,从界面附近到远离界面,析出相的密集程度和尺寸都逐渐小;在相同的保温时间下,热处理温度与扩散溶解层厚度之间存在指数关系;在相同的热处理温度下,保温时间与扩散溶解层厚度偏离抛物线关系。     

表层富立方相功能梯度硬质合金的烧结工艺

本文对表层富立方相功能梯度硬质合金的三套烧结工艺进行了分析和对比。结果表明:烧结工艺的主要影响因素包括烧结温度、烧结时间及充气方式。在满足梯度层组织结构要求的前提下,应尽量降低烧结温度、缩短烧结时间,以防止晶粒粗化。气体在液相出现后充入,可加快反应速率且有利于消除孔隙。所制备的样品表面均生成了梯度层,其主要成分为富含Ti元素的立方相组织。根据分析结果,笔者对烧结工艺进行了重新设计。在液相温度进行气氛烧结后,控制降温曲线,在固相阶段进行保温烧结,以进一步增加梯度层厚度,同时对梯度层进行均匀化处理,消除内应力。     

田口法研究3Y-TZP/TiN导电陶瓷材料最佳化制程

实验用田口法研究了添加30wt%氮化钛的钇稳定氧化锆基陶瓷材料(3Y-TZP/TiN)制造工艺. 选择烧结方式、TiN粉末振荡时间、第一阶段保温时间及第二阶段烧结温度四个工艺参数作为控制因子, 设计L₉正交表进行实验规划. 烧结后, 检测试片断裂韧性、抗弯强度、硬度、相对密度及电阻值. 最后通过变异数分析找出最佳参数, 再进行实验验证. 本研究得到的最佳化烧结工艺为: TiN粉末振动8 h, 采用两步烧结法, 第一阶段烧结温度1450℃, 不保温, 第二阶段烧结温度1150℃, 保温20 h. 结果显示, 采用该工艺得到了抗弯强度平均值为736.75 MPa、断裂韧性为7.545 MPa·m^1/2的氧化锆基导电陶瓷材料. 研究发现, 第一阶段保温时间对断裂韧性的影响程度最大, 其次依次为烧结方式、TiN粒径大小及第二阶段保温温度. 断裂韧性的微结构影响因子为四方相与单斜相数量的比值, 当此值达到最高时, 断裂韧性也达到最高值为9.275 MPa·m^1/2. 另外, 添加30wt% TiN的氧化锆电阻率平均值为3.26 m?·cm, 可以进行电火花加工.     

Liquid phase sintering of an AA2014-based composite prepared from an elemental powder mixture

The AA2014 alloy reinforced with 10 vol% SiC particles has been prepared from elemental powders blended with the ceramic particles, instead of using a pre-alloyed atomized powder as the matrix material. Of critical importance in taking this uncommon processing route is liquid-phase sintering to transform the initial free aluminum and copper powder particles into the -Al and the -phase, thereby producing an integrated structure. The present investigation looked into the effect of sintering parameter on the microstructure and mechanical properties of the composite. It is shown that a sufficient time of sintering in the presence of a small volume fraction of the eutectic liquid must be given to dissolve the free copper particles in the -Al solid solution. However, a prolonged sintering time will lead to the thickening of grain boundaries. A fast cooling after sintering is necessary to avoid the formation of a layered structure at grain boundaries as a result of local sequential solidification. With an adequate sintering scheme, the composite can be successfully fabricated to attain a strength of over 440MPa after the standard T6 heat treatment.     

粉末冶金锌铝合金的扩散行为

研究了用粉末冶金法制备的Zn-5Al试样在各种实验条件中的变化及其有关的界面作用,讨论了Zn-Al共析组织的形成机理.结果表明,锌粉和铝粉颗粒表面的氧化物层严重阻碍合金化的进行;原子沿晶界(相界)和自由表面的扩散在共析组织的形成过程中起到了关键性的作用;锌能溶入铝中,而铝几乎不能溶入锌中,共析组织出现的范围受到原来铝粉颗粒尺寸的限制;锌粉和铝粉扩散形成共析组织实际是柯肯达尔效应的一种应用,空位扩散机制在起作用.     

脉冲电流烧结机理的研究进展

脉冲电流烧结（Ｐｕｌｓｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ,ＰＥＣＳ）是材料科学领域开发出的一种新型快速烧结技术,已广泛应用于金属与合金、结构陶瓷、氧化物超导体、复合材料、热电材料、高分子材料以及功能梯度材料的制备．本文简介脉冲电流烧结特征,结合ＰＥＣＳ烧结条件对铜粉末和氧化铝粉体致密化及显微结构影响的实验证据,就脉冲电流烧结过程和机理进行探讨．     

金属Al粉对氧化硅基陶瓷型芯的性能及组织的影响

本工作以石英玻璃粉作为基体材料, 白刚玉粉作为矿化剂, 金属Al粉作为添加剂, 制备了氧化硅基陶瓷型芯。研究了不同含量金属Al粉对氧化硅基陶瓷型芯收缩率、物理性能、显微组织和相组成的影响。研究结果表明, 在型芯烧结过程中, 金属Al粉受热氧化形成Al₂O₃, 伴随着体积膨胀和重量增加, 可以抑制陶瓷型芯的烧结收缩和铸造收缩。Al粉对烧结过程中的方石英析晶无明显抑制作用, 铸造过程中由于型芯骨架结构的松散程度增加, 型芯的高温抗变形能力降低。当铝粉含量为1wt%时, 陶瓷型芯综合性能良好, 三维方向的烧结收缩率分别为0.01%、0.03%、0.03%, 气孔率为28.58%, 挠度为0.57 mm, 抗弯强度为12.1 MPa。制备的陶瓷型芯能够满足高温合金定向凝固需求, 并有望能提高空心涡轮叶片的内腔尺寸精度。     

粉末增塑挤压制备Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料的组织与性能

为制备性能优良的Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料,首先以316L合金粉末、Al_2O_3粉末和黏结剂为原料,通过粉末增塑挤压及在1 200℃氩气气氛中烧结2h获得了Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料;然后,借助SEM、XRD及万能试验机研究了添加Al_2O_3对Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料组织与性能的影响。结果表明:金属粉末颗粒在烧结过程中结合形成γ-Fe基体网状组织,表面有呈多边形几何状形态的Cr_2O_3形成;添加少量的Al_2O_3可以抑制Cr从基体中析出,降低表面Cr_2O_3的含量,使金属颗粒烧结结合更为紧密,组织表面更加光滑;随着Al_2O_3含量的增加,蜂窝材料表面与催化活性涂层的结合能力增强,复合型蜂窝材料的抗压强度先升高后降低;在Al_2O_3含量为5.0wt%时,抗压强度达26 MPa。所得结论表明5.0wt%Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料力学性能最佳,表面涂覆性能优良。     

Synthesis of a novel layered double hydroxides [MgAl(4)(OH)(12)](Cl)(2)·2.4H(2)O and its anion-exchange properties

A novel layered double hydroxide of Mg and Al with composition [Mg(0.96)Al(4.00)(OH)(12)]Cl(1.86)(CO(3))(0.03)·2.4H(2)O, designated as MgAl(4)-Cl, was synthesized by mixing crystalline gibbsite (γ-Al(OH)(3)) and solid MgCl(2)·6H(2)O with subsequent hydrothermal treatment at 160 °C for 72h. The MgAl(4)-Cl exhibited a crystalline material of a layered structure, as evidenced from X-ray diffraction. Anion uptake experiments with the MgAl(4)-Cl showed that Cl(-) in the interlayer space can be exchanged with anions such as Br(-), H(2)PO(4)(-), CO(3)(2-) or dodecyl sulfate (DS(-)) from aqueous solutions with preservation of the layered structure. Uptake of NO(3)(-), BrO(3)(-) or SO(4)(2-) on the MgAl(4)-Cl showed different behavior; these anions can be exchanged within 1h maintaining the layered structure, but a release of Mg(2+) cations from the sample was observed with increased reaction time, resulting in collapse of the layered structure and formation of the gibbsite phase, as determined from chemical analyses and X-ray diffraction.     

放电等离子烧结制备块体非晶合金研究进展

非晶合金又称“金属玻璃”,是由于超快速冷却凝固导致无法有序排列结晶,从而得到的一种长程无序结构。这种非晶合金与存在晶界和位错的普通合金相比,具有更加优异的力学及物化性能。由于粉末状或条状非晶合金在尺寸和性能等方面的限制,因而大尺寸、优异力学性能及软磁性能卓越的块体非晶合金的制备受到了大量关注与探究。放电等离子烧结技术以温度低、效率高、时间短及冷却速率快等优点,被认为是一种具有广阔发展前景的制备方法。对Fe基、Zr基、Al基及Ti基本身的特点,以及通过放电等离子烧结技术制备不同体系块体非晶合金的物理及化学性能的研究进行了较为全面的综述。概述了放电等离子烧结技术的原理及在制备块体非晶合金方面的优势;分析了放电等离子烧结技术和制备的块体非晶合金材料存在的问题,以及采用该技术制备块体非晶合金的发展前景。重点介绍了在采用该制备不同体系的块体非晶合金时,如何通过改变放电等离子烧结参数,或通过再加工、本身粉末添加元素等方法获得大尺寸、优异性能的块体非晶合金。     

Effect of periodic melt shearing process and cooling rate on structure and hardness of Al–0.7Fe aluminum alloy

In this investigation, the effect of periodic melt shearing process and cooling rate on an Al–Fe alloy was studied. Microstructural examinations were conducted by X-ray diffraction, optical and scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectrometry (EDS). Experimental results suggest that shearing above melting point can refine the alloy structure and improve the morphology of intermetallic phases and; the level of refinement is increased by increase of shearing time. Also, increasing cooling rate through reduced sections, decreases grain size and secondary dendrite arm spacing (SDAS) and improves the microstructure of Al–Fe alloy. The results of hardness test showed that increasing cooling rate and time of melt shearing reduce the hardness of Al–Fe alloy.     

Microstructures and properties of high-fraction Sip–6061Al composites fabricated by pressureless sintering

Pre-treated Si powder (Sip) and 6061Al powder were used to fabricate high-fraction Sip/6061Al composites via pressureless sintering, and the effects of the Sip content and the sintering temperature on the microstructures and properties of the composites were studied. The results show that in the composites, there exist MgAl₂O₄ nanocrystalline particles, and the Si phase varied from a discontinuous particulate state to a semi-continuous skeleton state as the Si content increased from 30 to 50?wt-%. Densities, bending strengths, hardness, and thermal conductivities of the composites all increased initially and then decreased with the sintering temperature. The 680°C sintered 30?wt-% Sip/6061Al composites and the 700°C sintered 50?wt-% Sip/6061Al composites have the optimal mechanical and thermophysical properties.     

反应烧结法制备(AlN,TiN)-Al2O3复合材料的研究

以Ti,Al,Al₂O₃为初始粉料,通过750~800℃氮气保护下的中温焙烧,然后在1420~1550℃在氮气氛下反应烧结,制备了不同配比的(AlN,TiN)-Al₂O₃复合材料。研究了组成及烧结工艺对复合材料力学性能、显微结构等的影响。用XRD,SEM等方法分析粉体及烧结体的相组成及微观结构。分析结果表明:AlN,TiN的形成,有助于材料的致密化并使其力学性能提高。组成为20wt%(Al,Ti)-Al₂O₃的粉体在1520℃、30MPa、保温、保压30min热压烧结条件下,与N₂气反应可得到硬度(HRA)为 94.1的高硬度的(AlN,TiN)-Al₂O₃复合材料,该材料的抗弯强度为687 MPa,断裂韧性(K_IC)为6.5MPa·m1/2。