放电等离子烧结材料的最新进展

放电等离子烧结 (SPS)是一种快速烧结新工艺。将瞬间、断续、高能脉冲电流通入装有粉末的模具上 ,在粉末颗粒间即可产生等离子放电 ,导致粉末的净化、活化、均化等效应。本文简要介绍SPS的基本概念、工艺原理和特征 ,较详细叙述利用SPS工艺在研究开发功能梯度材料、电磁材料、精细陶瓷、硬质合金和生物材料等方面的最新进展     

放电等离子烧结金属多孔材料研究现状

金属多孔材料是一种新兴功能材料,具有良好的渗透性、规则的孔道结构、独特的力学、吸附及光电性能等诸多优点。利用放电等离子烧结技术(spark plasma sintering,SPS)制备金属多孔材料具有升温速度快,高效干洁等优点。本文简述了放电等离子烧结技术在材料制备中的应用,讨论了放电等离子烧结参数对金属多孔材料的影响,并对放电等离子烧结制备金属多孔材料的应用现状及前景做出了展望。     

机械合金化结合放电等离子烧结技术制备热电材料的研究进展

近年来,热电材料研究取得重要突破,不仅传统Bi₂Te₃、PbTe基热电材料性能得到提升,同时还发现一批新型高性能热电材料,如SnSe、GeTe等。热电材料性能的提升不仅取决于材料成分、结构及缺陷,还与制备工艺密不可分。机械合金化（mechanical alloying,MA）结合放电等离子体烧结（spark plasma sintering,SPS）的粉末冶金技术是制备热电材料的重要方法,该方法简单、高效,获得的晶粒尺寸较小,同时可以引入纳米结构和缺陷,有助于降低晶格热导率,获得高热电性能。此外,基于机械合金化结合放电等离子体烧结技术制备出的块体材料具有更优的力学性能,可以有效地增强热电器件的使用寿命。本文介绍了机械合金化与放电等离子体烧结方法制备热电材料的基本原理和关键影响因素,并概述了利用该方法制备的碲化物、硫化物和硒化物基热电材料的研究进展。     

放电等离子烧结技术

综述了放电等离子烧结(SPS)技术在国内外的发展概况,深入探讨了SPS的烧结机理.介绍了SPS技术在制备纳米材料、梯度功能材料和高致密度、细晶粒陶瓷等方面的研究和应用.展望了SPS技术的发展前景.     

放电等离子烧结制备超细WC-Co硬质合金

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了超细WC-10Co硬质合金.研究了烧结温度及烧结气氛对WC-Co硬质合金组织及性能的影响.研究发现:烧结体密度随烧结温度的升高而增大,但由于钴的蒸发,合金的成分偏离了原粉末的成分,且随着烧结温度的升高及炉内气压的降低,钴的蒸发速率加大.因此,通过提高炉内气压,可以使合金的成分基本接近原粉末成分,降低了合金的成分偏离.结果表明:炉内气压升高到200 Pa,烧结压力为30 MPa时,在1250℃烧结WC-10.07Co粉末5 min,烧结体中钴的质量分数可以控制在10.02%,密度和硬度分别达到了14.62 g·cm^-3和HRA 92.4.     

放电等离子烧结制备的细晶铁基材料及其力学性能

采用高能球磨和放电等离子烧结,制备细晶Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C块体材料,在不同温度下对烧结试样进行回火处理,研究烧结温度和回火温度对该合金组织、硬度和横向断裂强度的影响。结果表明:烧结温度对合金密度和硬度影响不大,经650～800℃烧结可得到近乎全致密的铁基合金,相对密度达98%～99%,组织为马氏体、贝氏体、珠光体和残余奥氏体的混合组织,硬度为59～61 HRC。在650℃下烧结时横向断裂强度为2 260 MPa;烧结试样在400～600℃回火4 h,随着回火温度升高,初始烧结组织逐渐向球状珠光体转变,使得合金的硬度逐渐降低,横向断裂强度逐渐升高。经650℃放电等离子烧结和500℃回火热处理后的铁基合金的横向断裂强度最高达3 325 MPa,硬度大于51 HRC。     

放电等离子烧结技术的发展和应用

放电等离子烧结（SPS）是一种快速，低温，节能，环保的材料制备新技术，本文综述了SPS在国内外的发展和应用，介绍了SPS的原理，特点及在新材料制备加工中的应用。     

放电等离子烧结技术制备HA/Ti生物活性复合材料的研究

利用放电等离子烧结(SPS)技术制备了HA／Ti生物复合材料。研究了烧结温度对烧结成分和微观结构的影响。结果表明，SPS可以大大降低烧结温度。HA／Ti(质量分数比为70％／30％)复合材料在900℃可实现良好的烧结，HA不分解，保持了HA的结构和含量。并实现了Ti合金与Ti粉的良好烧结结合。     

放电等离子烧结制备TiC_p/M2高速钢复合材料

采用高能球磨法制备TiCp/M2高速钢复合粉末,并通过放电等离子烧结(SPS)制备TiC颗粒增强M2高速钢复合材料(TiCp/M2)。研究SPS工艺参数对复合材料的致密化规律、显微组织和力学性能的影响。结果表明:SPS可以实现TiCp/M2高速钢复合粉末的低温快速致密化;复合材料的相对密度、硬度和抗弯强度随烧结温度的提高均呈现先增大后减小的趋势。在1040℃烧结时,增大压力或延长保温时间,TiCp/M2复合材料的相对密度、硬度和抗弯强度均有所提高,在50MPa压力下保温10min所制备的TiCp/M2高速钢复合材料具有最佳综合性能,其M6C型复合碳化物的平均粒度为0.8μm,相对密度、硬度和抗弯强度分别为98.9%、HRC57和1685MPa。     

放电等离子烧结制备超细晶钨钛合金

采用放电等离子烧结法制备了Ti原子数分数在15％～30％的钨钛合金,研究了不同Ti含量钨钛合金的相组成、微观结构和超细晶形成机制.结果表明:采用放电等离子烧结技术可在1100℃、保温5 min的条件下制备出含β1(Ti,W)和β2(Ti,W)两相的钨钛合金,在Ti元素偏聚和快速烧结的共同作用下,厘米级块体样品的晶粒尺寸...     

硅钼蓝分光光度法测定六硼化镧中酸溶硅的研究

LaB6经稀硝酸分解,在0．1mol／L硫酸介质中,正硅酸与钼酸铵生成黄色的硅钼杂多酸,提高硫酸浓度至1．2mol／L以消除磷、砷的干扰,用抗坏血酸将硅钼黄还原成硅钼蓝,考察了分光光度法的最大吸收波长为660nm;该方法适宜于LaB6中硅含量的测定;加标回收率及精密度实验都符合实验要求。     

Ca3Co2O6块体的放电等离子烧结及热电性能研究

采用短时固相反应和放电等离子烧结(SR-SPS)方法, 制备了单相多晶Ca3Co2O6陶瓷块, 系统研究了制备条件及烧结工艺对Ca3Co2O6陶瓷块显微结构及热电性能的影响. 研究表明, 950 ℃下固相反应2 h即能得到单相树枝状, 尺寸约1～3 μm的Ca3Co2O6粉末, 延长焙烧时间虽然对物相影响不大, 但会引起粉末颗粒长大, 不利于SPS烧结;SPS烧结温度强烈影响着Ca3Co2O6陶瓷块的制备, 本实验范围内, Ca3Co2O6陶瓷块体的最佳制备条件为950 ℃固相反应2 h, SPS 900 ℃保温5 min, 此时Ca3Co2O6陶瓷块具有p型半导体特性, 电阻率ρ随温度的升高急剧下降, 然后趋于平缓(高于600 ℃);Seebeck系数S随温度(100 ℃以上)升高稍有下降, 热导率κ表现为先下降后增加, 在500 ℃时仅为1.73 W·m-1·K-1. 综合电性能与热性能结果, 其无量纲因子ZT随温度升高呈上升趋势, 在本实验范围内, 于700 ℃下达到最高值0.02.     

碳化硼还原法制备LaB6的提纯

采用碳化硼还原法制备LaB6.为了提高LaB6的纯度,先将原料碳化硼进行化学处理,再用其还原氧化镧,并经酸洗、蒸馏水洗等步骤制备出Fe含量低于0.01％、C含量低于0.02％的LaB6粉末.整个工艺过程LaB6的收率为79.5％.     

Spark Plasma Sintering Bulk Sm2 Fe17NxMagnets

High performance Sm2Fe17Nx magnetic powders were fabricated by ball-milling method and were compacted using spark plasma sintering(SPS) technique.Effects of processing conditions on the magnetic properties and decomposition dynamic of the magnets were investigated.It is found that higher sintering temperature improves the densification of the magnets, while deteriorates their magnetic properties simultaneously due to the decomposition of the Sm2Fe17Nx.Sintering at lower temperature can preserve the crystal structure of Sm2Fe17Nx compound, while the powders cannot be consolidated into a fully dense compact.An increased compressive pressure leads to better magnetic properties and higher density for the magnet at the same sintering temperature.     

等离子发射光谱法测定六硼化镧中铁、钙、镁、铬、锰、铜

采用等离子发射光谱法测定六硼化镧中铁、钙、镁、铬、锰、铜,各元素测定范围：0．0001％～0．10％,方法回收率在91．0％～110％;相对偏差小于10％。方法准确度高,精密度好,结果令人满意。     

Size dependent optical properties of LaB6 nanoparticles enhanced by localized surface plasmon resonance

Lanthanum hexaboride nanopartieles, with high emission electrons in cathode materials and peculiar blocking near infrared wavelengths, were applied for many aspects. Based on the quasi-static approximation of Mie theory, the size dependent optical prop- erties of LaB6 nanoparticles were researched, such as refractive index n（ω）, extinction coefficient k（ω）, reflectivity R（ω）, absorption coefficient a（ω）, and electron energy loss L（ω）. Due to the localized surface plasmon resonance （LSPR）, the extinction coefficient k（ω） and absorption coefficient a（ω） depended on the size, and the LSPR peaks red-shifted with sizes increased, which was different from that of bulk materials. In addition, electron energy-loss spectrum L（co） showed electrons oscillation reinforced, since electrons absorbed the photon energy and generated resonance. Further, reftectivity R（ω） and refractive index n（ω） indicated that the light in near infrared region could not be propagated on the surface of LaB6 materials, which exhibited metallic behaviors. So the resonance peak of LaB6 nanoparticle was located in near-infrared region, making use of this property for solar control glazing and heat-shielding application.     

Fabrication of Ni-Ti Alloy by Self-Propagating High-Temperature Synthesis and Spark Plasma Sintering Technique

This work is focused on the possibilities of preparing Ni-Ti46 wt pct alloy by powder metallurgy methods. The self-propagating high-temperature synthesis (SHS) and combination of SHS reaction, milling, and spark plasma sintering consolidation (SPS) are explored. The aim of this work is the development of preparation method with the lowest amount of undesirable phases (mainly Ti₂Ni phase). The SHS with high heating rate (approx. 200 and 300 K min^?1) was applied. Because the SHS product is very porous, it was milled in vibratory disk milling and consolidated by SPS technique at temperatures of 1173 K, 1273 K, and 1373 K (900 °C, 1000 °C, and 1100 °C). The microstructures of samples prepared by SHS reaction and combination of SHS reaction, milling, and SPS consolidation are compared. The changes in microstructure with increasing temperature of SPS consolidation are observed. Mechanical properties are tested by hardness measurement. The way to reduce the amount of Ti₂Ni phase in structure is leaching of powder in 35 pct hydrochloric acid before SPS consolidation.     

Influence of Particle Size on Apparent Diffusivity During Spark Plasma Sintering of Crystalline Powders

Metallurgical and Materials Transactions B - A theoretical framework is presented to determine an apparent diffusivity D during powder sintering and further elucidate the underlying interrelation...     

放电等离子烧结TbFeCo磁光靶材工艺研究

研究了采用放电等离子烧结技术制备TbFeCo磁光靶材的工艺过程，考察了烧结温度对材料组织均匀性和致密度的影响。利用扫描电子显微镜和能谱分析仪对材料的微观组织形貌及成分进行了分析，同时用阿基米德法测量了材料的密度。结果表明：适当的提高烧结温度可以使材料得到均匀的组织，理想的致密度。但过高的烧结温度会造成材料局部组织的熔化，使材料的组织均匀性变差，l010℃的烧结温度是制备具有均匀组织和理想致密度Tb(Fe，Co)3材料的最佳温度。