SPS制备致密钨块及添加碳化钽对致密化的影响

使用放电等离子烧结(SPS)制备了高密度钨块,不加入碳化钽的试样最高相对密度可达96.4%;加入碳化钽的试样最高相对密度可达98.6%.研究了钨粉粒度和碳化钽对钨块致密化和晶粒大小的影响.结果表明,初始钨粉粒径越小,制备得到钨块的密度越小,晶粒平均直径也越小;加入的碳化钽能起到活化烧结和细化晶粒的作用.使用颗粒粒径处于不同量级的钨粉制备钨块,其烧结收缩曲线具有不同的变化趋势.     

添加碳化钽对SPS制备钨块力学性能的影响

本文使用放电等离子烧结(SPS)的方法制备得到面向等离子体材料(高性能钨块)。使用纳米和微米钨粉作为原料,加入不同计量的自制纳米碳化钽,采用密度测试、硬度、抗弯、金相、EDS、SEM等分析手段,研究了添加碳化钽对SPS制备钨块力学性能的影响,并对其机理进行探讨。结果表明,添加适量的碳化钽可以有效地提高钨块的相对密度、显微维氏硬度和抗弯强度,使用30 nm钨粉添加2%碳化钽的钨块其相对密度达95.7%,显微维氏硬度值达540.4HV0.1,使用3μm钨粉添加2%碳化钽的钨块其相对密度达96.8%,抗弯强度达617.0 MPa。其强化机理是添加的碳化钽呈粒状均匀分布于晶界,对于晶界起到了钉扎作用,从而细化了晶粒,使钨块强韧化。     

热冲击对添加纳米TaC的SPS烧结钨力学性能的影响

用放电等离子体烧结法(SPS)制备了纳米碳化钽(TaC)弥散强化钨块,烧结钨块在800℃下保温5 min,然后充入室温下的氩气10 min,进行抗热冲击性试验,研究了不同热冲击次数和TaC含量对烧结钨块力学性能的影响。结果表明:烧结钨块的相对密度随热冲击次数的增加而降低,当冲击150次时试样的相对密度达到了最低,随TaC含量的增多,相对密度先增大后降低;烧结钨块经热冲击后,维氏硬度和抗弯强度都增大,并且维氏硬度随TaC含量的增多也显著提高,当冲击150次后,TaC含量为4%时烧结钨得到了最高硬度(1300 HV0.1/10)。     

热处理气氛对生成纳米碳化钽的影响及机理

在真空、氢气和氩气气氛中,使用液相先躯体法制备得到纳米碳化钽(TaC)粉末,并使用XRD、TEM、比表面积分析仪分析了在不同热处理气氛中得到的产物的物相、显微形貌及比表面积.通过对产物的对比和分析,说明热处理气氛对生成纳米TaC的影响,并对其机理进行探讨.在真空中,气体产物CO被排到炉外,从而加速生成TaC的反应,使之在1300℃时生成比表面积为28m2/g、平均粒径约50nm、略有团聚的TaC.在氢气中,CH4作为碳气相迁移的载体加速反应进行,使之在1300℃时生成比表面积为12m2/g,平均粒径约100nm、略有团聚的TaC.在氩气中,没有促进反应进行的因素,在1400℃时才可生成比表面积为61m2/g,平均粒径约50nm、分散较好的TaC.     

SPS烧结WC-5%Co纳米复合粉硬质合金

采用喷雾干燥、流态化床化学转化法生产的WC-5%Co纳米复合粉为原料,研究了放电等离子体烧结(SPS)对超细硬质合金显微结构和性能的影响,同时对SPS烧结、低压烧结、真空烧结等三种工艺进行了比较。结果表明:采用SPS烧结可以在较低的温度下实现超细硬质合金的固相烧结,使合金快速致密化,当1170℃保温6min、压力为50MPa时合金可以获得最好的力学性能;其显微硬度HV30、抗弯强度、断裂韧性分别为1870、3230MPa、10.96MPa/m1/2。低压烧结可促进颗粒在液相中重排,硬质合金压坯经8MPa、1410℃、保温45min烧结,也可以获得比较好的力学性能;而传统真空烧结,合金孔隙度比较高,晶粒不均匀,性能较差。     

加热速率对液相烧结钨高比重合金显微结构的影响

尺寸的精确度在通过液相烧结形成网状体中显得很重要。本研究报告了加热速率对液相烧结W-Ni-Fe高比重合金的影响。高比重合金的成分为83wt％W、88wt％W和93wt％W，剩余的Ni-Fe按7：3之比，以1℃／min、5℃／min、10℃／min和15℃／min的加热速率进行烧结。在此范围内，加热速率对致密化或位移没有明显的影响。不同的加热速率产生的晶粒度分布比较相似。晶粒长大平均速率为2．8μm^3／s．晶粒长大速率随液体的体积百分数的变化而呈反方向变化。     

钨—钼梯度功能材料的显微结构

自从梯度功能材料(FGM)的概念提出以后,全世界范围内对这种先进材料各种不同的应用做了大量的研究工作。FGM也能应用到动态高压技术中。震动技术为高压和高拉伸速率下材料性能的试验特征提供了特殊的能力。最近,已有关于梯度密度层材料在高压技术中应用的报道。但在报道中只是将一系列的薄板结合来制备梯度密度材料,如钽、铜、钛、铝、镁和TPX-塑料,因此层结构材料的密度在厚度方向上增加幅度很大。如果利用具有连续或半连续密度变化的材料将可能产生良好的效果。日本学者R. Tu等人报道了梯度材料Al-Cu系FGM的制备,这种具有中等…     

氧化钨直接碳化SPS原位合成致密WC块体材料

用放电等离子烧结技术将WO3和炭黑的混合粉原位合成为致密的WC块体.研究了合成工艺和配碳量对块体的物相、致密度和显微组织的影响,结果表明:在860℃～1060℃温度范围内,炭能快速地将WO3还原成W,同时发生碳化反应,温度继续升高发生烧结.含碳量低时,块体中有杂相W或W2C,含碳量合适时,块体的物相为纯WC,致密度达到WC的理论密度,晶粒在500nm左右.     

等离子电火花烧结温度对TiAl合金微观组织和力学性能的影响

以等离子旋转电极球形Ti-45Al-2Cr-2Nb-0.2W预合金粉末为原料,采用等离子电火花烧结工艺在1150到1250℃范围内制备了高致密度和显微组织均匀一致的细晶钛铝基合金。烧结温度为1150℃时可获得均匀组织的α2+γ双态组织,并呈现出烧结温度范围内最高的断裂强度(1026MPa)和室温延伸率(1.12%);烧结温度为1250℃时可获得全片层α2/γ组织,烧结体的断裂强度和室温延伸率分别为953MPa和0.92%。双态组织(DP)的断裂模式是等轴γ晶内的穿晶断裂和片层晶团内的晶间断裂;而DP组织则为穿片层断裂、片层间断裂和台阶撕裂3种模式的复合模式。     

SPS烧结W-10Ti合金的组织和性能

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了W-10Ti合金。通过扫描电镜和能谱分析了合金的微观组织,利用Den Broeder方法计算了合金的互扩散系数,测试了合金的密度和显微硬度,并与真空烧结的合金进行了对比。结果表明:与真空烧结相比,SPS烧结的合金组织均匀,富钛相少且细小,W在富钛相中的固溶度和Ti在富钨相中的固溶度都有所增加,且Ti在富钨相中的固溶度增加得更多。W-Ti合金的互扩散系数与W的摩尔浓度有一定的依赖关系,随着W摩尔浓度的升高呈先减小后增大趋势,SPS烧结的合金互扩散系数比真空烧结高出2个数量级。SPS法制备的W-Ti合金相对密度为96.1%,显微硬度HV0.05为5.21 GPa。     

氧化钨直接碳化SPS原位合成WC的反应过程

研究了用放电等离子烧结技术将WO3和炭黑的混合粉快速原位合成为致密的超细WC块体过程中试样的物相、密度和显微组织的变化，分析了合成过程。结果表明：随着合成温度的升高，碳能快速地将WO3还原成WO2.72，WO2及W，接着发生碳化反应，生成W2C，WC，合成的各阶段相互重叠；当合成温度低于1118℃时，试样的物相发生变化，密度变化不显著，温度继续升高试样发生烧结，且剩余的微量杂相W2C消失，得到致密的WC块体；在合成过程中，试样的显微组织因物相不同而有很大不同，WO3，WO2，W，W2C和WC均呈颗粒状，WO2．72呈棒状，随着温度升高，颗粒由0．2μm长大到0．5μm；WO3还原的前期放出CO2气体，后期放出CO气体，还原反应不经过WO2.9这一中间氧化物阶段。     

Effect of Y Addition on Microstructure and Mechanical Properties of TiAl-based Alloys Prepared by SPS

采用双步机械球磨和放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备 Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta(at%)和 Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta-0.225Y(at%)2 种 TiAl 基合金(简称 TA 合金和 TAY 合金),并研究稀土元素 Y 对 TiAl 基合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,通过双步机械球磨后的粉末形状比较规则,颗粒尺寸范围在 20~40 μm之间。经过 SPS 烧结的 TiAl 基合金块体主要由 TiAl相和 Ti3Al 相组成,还有少量的 Ti2Al 相和 TiB2相。SPS 烧结的 TA 合金块体试样等轴晶粒的尺寸在 100~400 nm 之间,合金的室温压缩强度为 2614 MPa,压缩率为 20.57%;而对于加入了稀土元素 Y 的 TAY 合金而言,等轴晶粒尺寸明显减小,合金的室温压缩强度为 2677 MPa,压缩率为 22.91%,跟 TA 合金相比力学性能有所改善。显微硬度的测试结果表明,SPS 烧结的 TA 合金的显微硬度要明显高于 TAY 合金。通过对压缩断口进行观察发现,SPS 烧结的 2 种 TiAl 基合金均为沿晶断裂。     

放电等离子烧结TaC/Ti复合材料的组织与力学性能

采用放电等离子烧结(SPS)制备碳化钽(TaC)颗粒增强钛基复合材料,通过X射线衍射仪、扫描电镜和电子探针分析了复合材料的微观组织和力学性能。结果表明：SPS制备方法在温度高于800 ℃烧结可得到致密TaC/Ti复合材料;TaC显著提高钛的硬度和强度,加入5%TaC复合材料的维氏硬度高于500 MPa,抗弯强度高于600 MPa;烧结过程中发生固相扩散反应,TaC与金属钛反应被消耗,析出分布均匀的(Ti,Ta)C1-x碳化物,分解出的Ta固溶于钛金属基体;第二相强化与固溶强化2种强化机制的共同作用使复合材料强度、硬度大幅度提高     

退火温度对挤压态细晶钨合金性能及组织演变的影响

采用稀土微合金化和液相强化烧结技术制备细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y合金。研究在快速热挤压形变强化后,时效热处理对挤压态细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y合金显微硬度和组织演变的影响,并与相应条件的传统钨合金进行对比。结果表明,随着退火温度的升高,2种钨合金钨相的显微硬度大大降低。EDS分析表明,随着退火温度的升高,钨合金粘结相中钨含量逐渐增加,其中细晶钨合金经过1200 ℃退火处理后,粘结相钨含量高达26.11%,而传统钨合金在1350 ℃退火处理后含量最高,达到28.14%。显微组织观察表明,退火有利于降低W-W连接度和细化钨颗粒;与传统钨合金相比,高温退火后,细晶钨合金的粘结相体积比更高且分布更为均匀