气氛对NiFe2O4陶瓷烧结致密化的影响

采用不同的烧结工艺制备NiFe2O4陶瓷材料,研究了真空、大气、N23种气氛对NiFe2O4陶瓷材料烧结致密化的影响,解决了烧结过程中NiFe2O4陶瓷的离解问题.研究结果表明,在制备NiFe2O4陶瓷过程中,不同的烧结气氛对陶瓷的密度影响较大,采用N2气氛保护烧结工艺所制备的NiFe2O4陶瓷样品的密度较大气气氛烧结所制备出的样品的密度高14.6%～32.6%.无论在何种气氛下烧结,提高烧结温度均有利于提高NiFe2O4样品的烧结密度.     

NiFe2O4-NiO复合陶瓷的熔盐腐蚀行为

采用气氛烧结技术制备NiFe2O4-xNiO复合陶瓷材料(x为复合陶瓷中NiO的质量分数,％.x-0、5、10、17、25),并以该材料作阳极进行960℃的铝电解实验.分析烧结体的显微结构和物相组成以及电解试样的表层形貌与成分,研究NiO的添加对NiFe2O4陶瓷烧结性能和电解腐蚀性能的影响,并对该材料的烧结机制和熔盐腐蚀行为进行探讨.结果表明:氮气气氛下1 300℃烧结的NiFe2O4-NiO复合陶瓷存在NiO和NiFe2O4两种物相,NiO相含量高于理论值;NiFe2O4陶瓷的相对密度为98.54％,添加NiO后复合陶瓷材料的相对密度有所下降,但仍保持在95％以上;电解过程中阳极表面形成不含NiO相的致密保护层,阻止电解质熔盐的渗透;保护层厚50～80 μm,为含Al的尖晶石NiFe2O4相;随着NiO含量增加,阳极表面的致密层变得越发不平整.     

升温速率对放电等离子烧结铁粉致密化的影响

选用球型雾化铁粉为典型材料,在温度1 075℃、压力40 MPa、保温时间5 min和脉冲8:2的条件下,以不同升温速率(10,30,50,70和90 K/min)进行放电等离子烧结,对烧结体的致密度、微观组织以及致密化动力学等进行分析,研究升温速率对SPS铁粉致密化的影响。结果表明:粉末的SPS致密化过程与传统热压类似,烧结初期致密化速率较大;然后随温度升高,致密化速率加快;烧结后期致密度大幅提高,但由扩散蠕变控制的致密化过程受到晶粒长大的影响,最终致密度趋于稳定。由于保温时间较短,材料的致密度随升温速率提高而减小。提高升温速率能有效抑制样品与模具接触而发生的渗碳行为。     

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.     

AlN陶瓷基片烧结曲线的研究与优化

研究了AlN陶瓷基片烧结曲线中液相烧结升温速率、保温时间、烧结温度对基片性能的影响。测定不同液相烧结升温速率下试样的翘曲度,确定最佳升温速率范围为0.2~0.5℃/min;同时,根据不同保温时间下试样密度的变化优选保温时间为5h,并协调出最高烧结温度为1 830℃。通过对比烧结曲线优化前后AlN陶瓷基片主要性能及组织结构,结果表明烧结曲线优化后效果明显。     

不同镁含量钢渣陶瓷的致密化机制

为了获得钢渣制备陶瓷过程中,烧结温度和保温时间的影响规律及实现样品的致密化,在传统研究关于配方试制及性能检测的基础上,以钢渣、黏土等为主要原料制备出钢渣陶瓷,针对低镁样品和高镁样品,研究了烧结温度和保温时间对样品烧结性能的影响及致密化规律.基于烧结速率方程建立了烧结温度和保温时间对样品线性收缩率的函数关系.通过动力学分析,得出不同条件下的烧结激活能,分析认为不同Mg含量下陶瓷样品的致密化方式为扩散控制,低镁样品烧结温度为1000℃时,物质迁移由表面扩散控制,1100℃时,以体积扩散为主;高镁样品在1110℃以上烧结时,主要由液相烧结过程的扩散控制.      

微波烧结制备ITO靶材的工艺

采用单相ITO(indium tin oxide,铟锡氧化物)复合粉末,经过压制成形后,在纯氧气氛下微波烧结制备ITO靶材,研究烧结温度、保温时间和压制压力等主要工艺参数对ITO靶材致密化的影响。结果表明:靶材的相对密度随烧结温度升高而增大;在1 600℃烧结时,靶材的相对密度随保温时间增加先增大后减小,在保温1.5 h时相对密度达到最大值(98.67%),高温长时间烧结对ITO靶材的致密化不利。微波烧结的ITO靶材显微组织均匀,晶粒尺寸较均匀,约为6～8μm。不同温度下制备的ITO靶材均无SnO2相析出,仍是单一的固溶体相,不存在第二相。     

烧结工艺对50%Mo-ZrO_2金属陶瓷结构与耐蚀性能的影响

以钼粉及氧化锆粉为原料,采用不同的烧结工艺参数,在常压氩气气氛下烧结制备50%Mo-ZrO2金属陶瓷。采用四电极法测量该金属陶瓷的高温电导率,在1 580℃下进行钢液和碱性熔渣侵蚀实验。结果表明:在烧结温度为1 600~1 650℃,保温时间为2~4 h的条件下,随保温时间延长或烧结温度升高,烧结体更加致密,孔隙率下降;因而金属陶瓷的电导率提高,耐钢液和熔渣侵蚀性增强;在1 600℃、保温4 h条件下烧结的试样密度最大(6.49 g/cm3),高温电导率最高(1 600℃下的电导率为101 S/cm),耐钢液和熔渣侵蚀能力最强。钢液对金属陶瓷的侵蚀主要为Fe和Mo的相互溶蚀,熔渣对金属陶瓷的侵蚀主要作用于ZrO2陶瓷相,熔渣中的Al2O3取代金属陶瓷中的ZrO2。熔渣侵蚀过程中,CaO与金属陶瓷中的ZrO2发生反应生成高熔点CaZrO3相,阻止熔渣对金属陶瓷的进一步侵蚀。     

喷雾干燥工艺对NiFe_2O_4-10NiO/xM型复合陶瓷粉料特性的影响

采用喷雾干燥工艺制备NiFe2O4-10NiO/xM型复合陶瓷粉料,研究喷雾造粒过程中料浆性能、雾化压力、供料速率等工艺参数对复合陶瓷粉料粒度分布及形貌的影响,并将喷雾造粒与擦筛造粒粉料的压制性能进行对比。结果表明:雾化压力增大,干燥效果更好,粉末粒径随之减小,粒度分布变窄;随着供料速率增大,出口温度逐渐下降,分散效果变差,产品团聚加重。经过3 h球磨,采用料水比为1:1,以及0.4 MPa的雾化压力和10%的供料速率,可获得平均粒度为91μm,松装密度为1.28 g/cm3,流动性为145 s/50 g的球形NiFe2O4-10NiO/xM陶瓷粉料。与擦筛造粒粉料相比,喷雾干燥工艺制备的粉料在200 MPa下成形时,压坯密度提高约3%,压坯强度提高127%。     

烧结助剂和工艺对BeO陶瓷密度和热导率的影响

研究了TiO2、MgO、Fe2O3等不同烧结助剂、烧结温度及保温时间对BeO陶瓷的密度和热导率的影响,结果表明:添加Fe2O3和MgO的试样具有最高的密度(2.799 g/cm-3)和最高的热导率(181.6 W·m-1·K-1);同时在相同的保温时间下,其密度和热导率随烧结温度升高而增大;在相同的烧结温度下,其密度和热导率随保温时间延长而增大,但是增量比较小.运用黄培云的粉末烧结综合作用理论方程验证BeO烧结坯密度和烧结温度之间的对应关系,并从显微组织和理论上解释影响热导率的原因.     

烧结温度对NiFe2O4/TiN复合陶瓷惰性阳极材料性能的影响

采用两步烧结法制备了掺杂质量分数为7%TiN的NiFe₂O₄/TiN复合陶瓷惰性阳极材料,重点研究了烧结温度对NiFe₂O₄/TiN复合陶瓷惰性阳极材料的微观结构及性能的影响.研究结果表明:随着烧结温度的升高,惰性阳极材料的晶粒间隙变小,气孔逐渐减少,晶粒间结合度提高,体积密度呈先升高后降低趋势,在1325℃时达到最大值5.20g/cm³,但材料内部存在微裂纹;烧结温度为1300℃时,材料表现出较好的综合性能,抗弯强度达到最大值66.77MPa,一次热震强度剩余率为95.54%,表现出良好的耐高温冰晶石熔盐腐蚀能力;烧结温度超过1300℃时,材料内部缺陷尺寸增加,电解质成分更容易渗入到阳极材料中,耐腐蚀性能下降.     

Effect of sintering temperature on morphology and arc erosion properties of La-Ni-O ceramic and its composites

Ceramic LaNiO3 samples were prepared by solid state reaction method at different sintering temperatures. It was found that the resultant was not ABO3 perovskite single phase but dual phase La2NiO4 and NiO, and the percentage of the two phases varied with sintering temperature. Ceramics sintered at 1400 ℃ were well crystallized and the phase ratio of La2NiO4 was the maximum. The surface morphology observed by scanning electron microscopy (SEM) indicated that the grains of the ceramics sintered at 1400 ℃ were uniform and compact, which were in agreement with the properties of high density and low electrical resistivity of the samples. X-ray diffraction (XRD) patterns of ceramics before and after arc erosion indicated their high structural stability, which resulted in the good arc erosion resistance properties for silver-based electrical contact materials. The contact materials prepared with the ceramic sintered at 1400 ℃ exhibited better mass transition and arc erosion resisting properties.     

不同烧结条件下V_2O_5对NiFe_2O_4基惰性阳极结构和性能的影响

采用两步冷压—烧结法制备了V_2O_5掺杂NiFe_2O_4尖晶石阳极材料,研究在不同烧结条件下,V_2O_5添加剂对NiFe_2O_4尖晶石结构和性能的影响。结果表明,向NiFe_2O_4陶瓷基体中引入V_2O_5后形成了低共熔点物质Ni_2FeVO_6,形成液相烧结,能够促进晶粒生长。试样的气孔率和抗弯强度均随着V_2O_5添加量的增加而不断下降。添加0.5%V_2O_5后,低温条件下烧制所得样品的平均气孔率和抗弯强度与相同条件下制备的无添加剂样品的平均气孔率相近。高温条件下延长烧结时间能够降低样品的平均气孔率,但陶瓷基体内会因为部分晶粒的异常生长导致惰性阳极力学性能的弱化。     

高金属含量NiFe2O4基金属陶瓷在880℃空气中的氧化行为

采用冷等静压和N2气氛烧结技术制备相对密度为97%的40(50Ni-Cu)/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷,在880℃空气气氛中进行氧化实验。采用XRD、SEM和EDS对烧结及氧化样品的物相组成和显微结构进行分析,并对该金属陶瓷的氧化机理进行探讨。结果表明:该金属陶瓷氧化层厚度与氧化时间呈抛物线规律;氧化膜连续、致密,可分为内、中、外3层:外层为外氧化,由氧化铜和氧化亚镍组成的双层结构,中层为大块状的氧化亚镍分散在铁酸镍基体中的致密层,能有效阻碍元素的扩散,内层为少量富Cu的金属相发生内氧化的多孔层。     

烧结温度对Cu-C-SnO2多孔材料组织与性能的影响

采用SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃助焊剂辅助常压烧结法制备了铜-石墨-氧化锡（Cu-C-SnO₂）复合多孔材料,对其显微组织和物理性能进行了测试,研究了烧结温度对Cu-C-SnO₂多孔材料组织和性能的影响。结果表明,复合多孔材料主要由金属Cu、石墨和氧化物陶瓷相构成;随着烧结温度升高,SnO₂逐渐减少,莫来石等矿化陶瓷相逐渐增多;当烧结温度从750℃升高到800℃时,Cu₂O增多,当烧结温度高于800℃时,Cu₂O随烧结温度的升高而减少;当烧结温度为950℃时,Cu相发生显著再结晶而晶粒粗大;材料的电阻率、渗油率和空气粘性渗透系数随烧结温度的变化呈现出相似的变化规律,都随烧结温度的增加而先减小后增大,在烧结温度850~900℃范围内达到最小值;烧结线收缩率和材料密度随烧结温度的变化呈现出相似的变化规律,都是随烧结温度的升高而增大,在烧结温度800℃附近存在一个临界值,在该临界值两侧,烧结线收缩率和材料密度随烧结温度变化的速率明显不同;在烧结温度800~850℃之间,材料里氏硬度存在一个突变点,在该突变点两侧,材料里氏硬度都随烧结温度的升高而升高。     

Microstructural coarsening during supersolidus liquid phase sintering of alpha brass

Coarsening of the grains and pores during sintering has a pronouncedly negative effect on the densification of prealloyed brass powder compacts. This investigation examines the role of sintering variables in realising the complicated effects on densification and microstructure. Experiments were designed to model and evaluate the effect of sintering parameters such as temperature, time and furnace atmosphere on densification, grain and pore intercept as well as pore number. The study of microstructures suggests that there is a good correlation between grain and pore intercepts. It is concluded that pore coarsening is a result of supersolidus liquid phase sintering of Cu28Zn powder, and it can retard densification, which is in acceptable agreement with the experimental data.     

常压H2气氛烧结W-TiC合金的致密化行为和性能

采用粉末冶金方法在常压H2气氛下制备W-TiC合金,研究W-TiC合金的烧结致密化行为,并对合金的性能和组织结构进行分析.结果表明:添加微量强化烧结元素可改善W-TiC合金的烧结活性,在1700℃烧结120min后其相对密度达到99.2％;随着烧结温度的升高,W-TiC合金的拉伸强度提高,在2000℃烧结120 min...     

Nanocrystalline iron sintering behavior and microstructural development

Nanocrystalline (20 nm) iron powder was closed-die sintered in a hydrogen atmosphere at a stress of 10.1 MPa and at temperatures between 670 and 1270 K. The maximum densification rate was approximately 6 × 10⁻⁴ s⁻¹. Density greater than 90 pct was obtained at sintering temperatures greater than 990 K. Densification was marked microstructurally by local gradients which appeared after initial cold compaction. Oxygen content in the starting powder was high but was effectively a monolayer of surface adsorbed oxygen. Despite the reducing sintering atmosphere, oxide was present in dense specimens as a fine dispersion of order 0.1 to 1μm. The extent of oxide formation can be controlled by closed-die sintering to a stable structure of interconnected porosity followed by open-die resintering in the reducing atmosphere. Final grain size in material sintered 1 hour at 1080 K was generally less than 200 nm, although scattered coarsening to approximately 5 μm was observed.