造孔剂含量对粉末轧制制备多孔钛合金板的影响

采用体积分数为40%～70%的碳酸氢铵颗粒做造孔剂,通过粉末轧制技术成功制备了孔隙率为42.8%～68.5%的大尺寸多孔TC4钛合金板材。结果表明:当轧制工艺不变时,轧制压力和生板坯厚度随造孔剂含量的增加而降低。低温脱除造孔剂后高温高真空烧结制备所得的多孔钛合金板的孔隙率,随造孔剂含量的增加而增加,当造孔剂体积分数为60%～70%时,孔隙连接度增大,孔隙变均匀,孔隙率最高可达68.5%。当造孔剂体积分数由40%增加至70%时,多孔钛合金板的抗拉强度由124.7 MPa迅速降低至12.7 MPa;随着造孔剂含量的增加,多孔钛合金的受力由孔壁向孔棱过渡,断裂面不断减少。     

多孔镍毛细芯的制备及其力学性能

以羰基镍粉为原料,选用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为造孔剂,采用粉末冶金方法制备孔结构和孔隙可控的多孔镍毛细芯。采用X射线衍射仪、扫描电镜和力学性能测试等检测手段对多孔镍的物相组成、孔隙特征和力学性能进行检测和分析。研究烧结温度、造孔剂PMMA含量和粒径对多孔镍的孔结构和力学性能的影响。结果表明,随烧结温度升高,多孔镍孔隙率减小,孔径变小,力学性能升高;随造孔剂PMMA含量和粉末粒径增大,孔隙率增加,孔径增大,力学性能下降。在烧结温度为800℃,PMMA体积分数为80%、粉末粒径为5μm条件下制备的多孔镍综合性能最佳,孔隙率为71.9%,平均孔径为2.37μm,抗弯强度和抗压强度分别为25.3 MPa和8.7 MPa。     

粉末烧结溶解法制备多孔镍及其结构特性

为了制备镍多孔过滤材料,本文以镍粉为原料,以K2CO3为造孔剂,采用烧结溶解法制备了不同孔隙率镍多孔试样。本文讨论了造孔剂体积分数、压坯压力、烧结温度对样品孔隙率、孔径和透气度的影响,以及孔隙率与抗压强度的关系。研究表明:当造孔剂添加量在10%～40%时,样品孔隙率θ为27. 8%～52. 4%。当压坯压力在100～400 MPa时,随压力增大样品孔隙率、孔径和透气度均降低;烧结温度在1000～1250℃时,随烧结温度升高,孔径和透气度先增大后缓慢降低,在1150℃出现峰值。当造孔剂体积分数为30%,压制压力200 MPa时,烧结温度为1150℃时,所制备多孔镍孔隙率为40. 56%,最大孔径为26. 7μm,透气度255. 01 m3·(h·kPa·m2)-1,抗压强度为24. 12 MPa。     

NaCl造孔剂添加量对多孔NiTi合金孔结构和力学性能的影响

选用Na Cl作为造孔剂,采用压制+烧结法制备孔结构和弹性模量可控的多孔Ni Ti形状记忆合金,采用SEM,XRD和形状回复率检测等测试手段研究造孔剂添加量对Ni Ti形状记忆合金的孔结构和力学性能的影响。结果表明:随Na Cl添加量增加,多孔体孔隙率从39%上升到72%,孔径大于50μm的孔隙数量明显增加;多孔体主要由Ni Ti奥氏体相(B2)和马氏体相(B19′)组成,并存在少量Ni Ti2,Ni3Ti和Ni4Ti3等相;合金的弹性模量随造孔剂的添加从30%时的10.8 GPa下降到70%时的1.5 GPa;当添加量为50%时,多孔体孔隙分布均匀,大于50μm的孔隙占45%,弹性模量为4.8 GPa,形状回复率达到最高值83%,最适合多孔植入体的要求。     

造孔剂(NH_4)_2CO_3含量对FeAl多孔材料性能的影响

以Fe、Al元素粉末为原料,通过添加造孔剂(NH4)2CO3,利用偏扩散/反应合成,制备具有可控孔结构特征、高孔隙率的FeAl多孔材料;采用XRD、SEM、OM及孔结构与力学性能检测等测试手段研究造孔剂(NH4)2CO3添加量对FeAl多孔材料的孔结构与力学性能的影响。结果表明,随造孔剂添加量增加,FeAl多孔材料的孔隙率升高,当造孔剂质量分数为15%时,孔隙率高达60%;力学性能随孔隙率增加而下降,抗弯强度与孔隙率呈指数递减关系;并得出了孔隙率与抗拉强度关系的定量方程σb=165(1-p)2.4。     

造孔剂含量对SiC/Al复合材料抗弯强度的影响

采用无压熔浸法制备SiC/Al复合材料,并利用颗粒堆积和毛细管力的静力学理论研究造孔剂含量对SiC/Al复合材料抗弯强度的影响.通过扫描电镜对试样的断口形貌进行分析,发现造孔剂含量为20%(质量分数)时,残余孔隙较小,而造孔剂含量为10%和15%时,残余孔隙较大.造孔剂含量对抗弯强度产生影响,随造孔剂含量增加,抗弯强度先增大后减小,造孔剂为20%时,抗弯强度出现最大值343.63 MPa.     

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。     

多孔Ti-Nb合金材料的制备与性能研究

采用粉末冶金添加造孔剂法制备多孔Ti-Nb合金,研究不同Nb含量对合金物相结构、微观孔隙形貌、孔隙率、抗压强度及耐腐蚀性能的影响.研究结果表明:多孔Ti-Nb合金具有α和β双相组织,随Nb含量的增加,材料中的β相含量逐渐增大,Nb含量为25％～ 30％时材料的孔隙大小和分布较均匀,平均孔径为300 μm左右;随Nb含量的增加,材料的孔隙率随之增大,径向收缩率和抗压强度逐渐减小,耐腐蚀性呈先增大后减小趋势,在Nb含量30％时材料的耐腐蚀性最强,其孔隙率为33.6％,径向收缩率为7.3％,抗压强度为130 MPa.     

造孔剂法制备多孔镍及其性能

添加氯化钠作为造孔剂,采用粉末冶金方法制备高孔隙率小孔径多孔镍。对多孔镍的孔隙特征、力学性能进行了研究。结果表明：通过调整造孔剂比例、烧结温度及冷却时间工艺参数,可以制备出孔隙率为60.84%～64.92%,平均孔径为0.20～8.80μm,小于20μm孔径占比为92.0%～96.1%,压缩屈服强度为8.9～13.4 MPa的多孔镍;随着烧结后冷却时间的增加,平均孔径减小,压缩强度呈增加趋势。     

Ni-Cr-Co-W-Mo-Al-Ti合金制备多孔材料的组织与性能研究

用粉末烧结法制备了孔结构为球形中空孔和线型中空孔的镍基多孔高温合金材料.对试样进行显微组织观察和力学性能测试.结果表明:制备的多孔高温合金材料的孔隙分布均匀,孔径大小一致.通过高温烧结,多孔合金骨架处的金属颗粒之间形成了烧结颈,发生了烧结结合.生成孔的孔隙度随造孔剂(尿素)的添加量增加而增加,当造孔剂的质量分数为40%时,可得到孔隙度为81.62%的球形多孔材料.多孔材料具有优良的能量吸收性能,其压缩性能随孔隙度和孔径的增加而下降.     

放电等离子烧结法制备以升华性材料为造孔剂的人体植入骨替代多孔镁块体材料

以萘为造孔剂, 采用放电等离子烧结技术(spark plasma sintering, SPS)制备多孔镁块体材料。结果表明, 采用放电等离子烧结技术在470℃时可以制备出结构与尺寸可控性好、开孔率与孔隙率(44.25%)较高、粉体颗粒无明显长大的多孔金属镁块体材料。升华性造孔剂可对孔隙体积进行有效调节, 实现多孔镁材料体内小孔与大孔的合理搭配, 进一步改善多孔镁材料孔隙之间的连通性。将升华性造孔剂与放电等离子烧结技术相结合后, 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, 并对解决传统造孔剂法制备生物多孔金属材料所面临的二次污染问题具有很好的借鉴意义。     

稀土增强型多孔铝的制备及性能检测

采用粉末冶金法中的添加造孔剂法制备多孔铝材料,其中铝粉与造孔剂的原料比例为7∶3。选择NH_4HCO_3和NaCl作为造孔剂,并在四个不同烧结温度下高真空烧结制得多孔铝材料。添加不同含量的氟化镧和氧化铈,探究其对多孔铝的影响。结果表明,烧结温度为600℃时能够获得具有较好晶粒组织的多孔铝。LaF_3添加含量在0.5%(质量分数)时,多孔铝材料的抗压强度可达52.4 MPa,其弹性模量可达1.56 GPa。当CeO_2添加量达到1%(质量分数)时,多孔铝的抗压强度和弹性模量达到最好,分别为45 MPa和1.25 GPa。     

烧结铜基多孔毛细芯的孔隙特征及性能

以Na Cl为造孔剂,采用粉末冶金法制备具有高孔隙率的铜基多孔毛细芯材料,研究造孔剂粉末含量及粒度对毛细芯材料孔隙率、孔隙微观结构、等效孔径大小、渗透性能及抽吸性能的影响,并讨论孔隙结构、等效孔径及性能的关系。研究结果表明:随造孔剂含量增加,材料的孔隙率明显上升,材料内部的预制孔洞数量显著增加,使得许多预制孔洞相互贯通;减小造孔剂粒度会小幅度降低材料的孔隙率,同时使材料内部预制孔洞尺寸明显变小且分布趋向于均匀;毛细芯材料内部的间隙孔洞和预制孔洞可以组成不同类型的孔道,等效孔径大小与材料内部孔道结构及数量密切相关;通过改变造孔剂的含量和粒度,产生不同孔隙结构,可调控材料的等效孔径大小及分布;毛细芯的渗透性能及抽吸性能不仅仅由孔隙率决定,也与材料的孔结构、孔径大小及分布密切相关;孔隙率越高、平均等效孔径越小且孔径分布越集中的毛细芯,其毛细抽吸性能越好。     

醇-水基料浆凝胶注模成形制备氧化铝多孔陶瓷

以氧化铝粉为原料,乙醇–水为溶剂,采用凝胶注模成形工艺制备氧化铝多孔陶瓷,并研究溶剂中醇、水体积比对多孔陶瓷坯体和烧结体的收缩率、孔隙度、微观形貌及性能的影响。结果表明:多孔陶瓷的孔隙由溶剂挥发形成的"溶剂孔"和高聚物分解形成的"高聚物孔"两部分组成,孔隙呈三维贯通孔结构。当醇、水体积比由3:7增加至9:1时,制品线收缩率与抗弯强度逐渐减小,孔隙度和气体渗透通量逐渐增加。当醇、水体积比为7:3时,所制备的陶瓷具有优良的综合性能:孔隙率为76.91%,孔隙分布均匀,抗弯强度为13.08 MPa,气体渗透通量达到135.6 m3/(m2·h·kPa)。     

轧钢铁皮制备多孔不锈钢化学成分及孔隙控制

 为了充分发挥氧化铁皮含铁品位高、杂质元素含量低、产生量大的优势和特点,并开发高附加值的金属制品,采用真空还原烧结的方法制备了316多孔不锈钢,并确定了适宜的制备工艺以及孔隙率的影响因素。研究过程中采用高温真空管式炉对试样进行还原烧结制备;采用直读光谱、氧氢氮联合检测仪、X射线衍射分析仪、扫描电镜等设备对试样的化学成分、物相组成和微观形貌进行了分析。研究结果表明,以轧钢铁皮为主要原料,配入还原剂及其他合金粉末,通过高温真空还原可以得到成分合格的316多孔不锈钢,确定最佳制备工艺为10-3Pa真空度、1 200 ℃下保温3 h;还原烧结过程中,锰合金的收得率仅为61%。制备出的试样为单一的奥氏体组织,同时有Cr₇C₃在晶内析出,晶界附近存在σ相析出。保温0~3 h内,试样的孔隙率由37.26%增加至40.27%,延长保温时间至4 h,金属颗粒之间的烧结更加完全,孔隙率降低至35.16%;将制坯压力由76.43增加至152.87 MPa,多孔不锈钢的孔隙率由42.07%降低至34.44%,呈现逐渐降低趋势。当制样压力大于152.87 MPa时,发生了造孔剂偏聚的现象,导致孔隙率略微增加至35.76%。造孔剂碳酸氢铵每多增加10%,多孔不锈钢的孔隙率增加9.3%。通过对正交试验分析发现造孔剂加入量对多孔不锈钢孔隙率的影响最为显著,制样压力次之,保温时间对孔隙率的影响最小。     

浅析造孔剂含量控制对生物多孔钛材的影响

以碳酸氢铵为造孔剂,TiH_2粉为原料采用粉末冶金法,经过粉末混合、粉末压制、脱脂制备生物多孔钛材。研究碳酸氢铵(质量分数:0%、10%、20%、30%)对制备生物多孔钛材的孔隙率、孔径分布和屈服强度的影响。结果表明,碳酸氢铵在10%时,多孔钛孔隙率为32.4%,100~200μm的孔径约占面积总量的80%以上,屈服强度为208.1 MPa。     

Cu含量对多孔Ti-5Mn合金微观结构及力学性能的影响

以质量分数为50%的碳酸氢铵颗粒为造孔剂,使用粉末冶金工艺经真空烧结制备出多孔Ti-5Mn-xCu(x=0,3,5,10)合金,并研究了Cu含量对多孔Ti-5Mn合金微观结构及力学性能的影响。研究结果显示,制备得到的多孔Ti-Mn-Cu合金的孔隙率随着Cu含量的增加而逐渐降低,其大孔孔径略为减小,大孔壁上微孔数量逐渐减少。多孔Ti-Mn-Cu合金中出现了Ti₂Cu相,并且其相对含量随着Cu含量的增加逐渐增多。多孔Ti-Mn-Cu合金的弹性模量和抗压强度均随Cu含量的增加而提高。含3%～10%Cu和5%Mn的多孔Ti-Mn-Cu合金具有合适的孔结构和与人体骨相近的力学性能,具有作为抗菌骨科植入材料的潜力。     

氟化镧对多孔钛的影响研究

采用添加造孔剂法制备多孔钛,并且加入微量氟化镧以期得到高孔隙率高强度的多孔钛。选取三种不同粒径的钛粉做为原料,分别制备多孔钛,并且加入氟化镧探究其对多孔钛的影响效果。随着钛粉粒径的减小,多孔钛的开孔率、孔隙率随着下降,孔径尺寸略有减小;且多孔钛的抗压强度、弹性模量和抗弯强度随之增强,但不同粒径的多孔钛,氟化镧的增加效果不同,而细化晶粒是氟化镧能增强多孔钛力学性能的原因。综合考虑,C组(粒径最小)制备所得的多孔钛力学性能最佳,其中氟化镧的添加量为0.3%(质量分数)时抗压强度、弹性模量分别为157.84 MPa和3.73 GPa,抗弯强度为66.62 MPa。     

孔隙率对 YSZ 涂层性能的影响

本文采用高能等离子喷涂方法制备了孔隙率为 14.03%~28.22% 的多孔 YSZ 涂层, 研究了喷涂工艺参数对 涂层孔隙率以及涂层基本性能的影响。 结果表明： 随孔隙率的增加, 涂层的硬度和结合强度整体呈现下降的趋势, 孔隙率 14.03% 时硬度为 92.4, 孔隙率 26.04% 时硬度降低到 84.2, 强度则由 9.62 MPa 降低到 5.03 MPa; 涂层在 1060 ℃下抗热震次数呈现先明显增加后降低的趋势, 当孔隙率为 26.04% 时, 涂层在 464 次水冷热震后保持完好, 涂层抗热震性能最优。     

多孔Ti吸气材料的制备及吸氢性能研究

利用粉末冶金法,以电真空Ti粉为原料,并添加造孔剂NH_4HCO_3,制备了多孔Ti吸气材料。通过扫描电镜(SEM)对吸气材料进行微观形貌观察,利用阿基米德排水法测试吸气材料的孔隙度,用动态流导法分别测试不同NH_4HCO_3添加量的吸气材料在450和700℃激活下的吸氢性能。结果表明,引入造孔剂NH_4HCO_3后,可以成功制备出有多孔结构的Ti烧结体,且样品的孔隙率随NH_4HCO_3含量的增加近似呈线性关系,当造孔剂质量分数为30%时,孔隙率达到61%;随着NH_4HCO_3含量的提高,样品的吸气性能呈现出先升高后降低的趋势;450℃激活时,添加20%(质量分数)NH_4HCO_3样品的特征吸氢速率S_(10)是未添加NH_4HCO_3样品的6.3倍;700℃激活时,添加25%(质量分数)NH_4HCO_3样品的特征吸氢速率S_(10)是未添加NH_4HCO_3样品的2.7倍;同一成分的样品,在700℃激活下的吸氢性能优于450℃激活下的性能。