机械活化对Ti/Al球磨粉放电等离子烧结过程的影响

将Ti、Al单质粉在行星球磨机中以15∶ 1的球粉比、180 r/min的转速球磨20 h.将所得的球磨粉以100 ℃/min的升温速率在440～980 ℃以及40 MPa的压力下以放电等离子法烧结.通过XRD以及EPMA分析了烧结试样中的相及组织形貌,研究了Ti、Al球磨粉在放电等离子烧结过程中的相变规律,并将其与Ti、Al混合粉的相变规律进行对比.结果表明,Ti、Al球磨粉烧结的相变过程可分为4个阶段:颗粒软化阶段、TiAl3生成阶段、中间相生成阶段以及最终产物生成阶段.机械球磨过程细化了粉体颗粒,并发生点阵畸变,导致球磨粉的烧结过程与混合粉相比,具有反应温度低、反应快、烧结容易实现致密化的特点.由于烧结过程中没有出现液相,且高温时晶粒长大迅速,球磨粉的烧结可以由室温起施压,并需在900 ℃以下温度进行烧结.     

MA-SPS制备Ti3SiC2金属陶瓷

采用机械合金化和放电等离子烧结技术制备了高纯Ti3SiC2金属陶瓷,并研究了微量Al对Ti3SiC2的机械合金化合成和随后的烧结过程的影响。结果表明,机械合金化Ti、Si、C混合粉体,可合成TiC、Ti3SiC混合粉体。添加适量的Al可以明显提高机械合金化及随后的放电等离子烧结产物中Ti3SiC2的含量,显著降低高纯Ti3SiC2的烧结合成温度。原料成分为3Ti/Si/2C/0.2Al的混合粉体经机械合金化10h,经850℃放电等离子烧结可获得高达96.5wt%的Ti3SiC2块体,烧结温度提高到1100℃,可获得纯度为99.3wt%、相对密度高达98.9%的Ti3SiC2致密块体。     

反应烧结高Nb-Al_3Ti合金的组织演变机理

采用放电等离子热压烧结技术(SPS)制备高Nb-Al_3Ti合金,研究了315和645℃预烧结处理以及885～1130℃范围内不同反应烧结温度对Al_3Ti合金显微组织的影响,分析了不同烧结温度下合金组织的变化过程并绘制组织转变示意图。结果表明,经过315与645℃的预烧结处理,原料颗粒表面氧化物溶解并发生固相扩散生成少量的Al_3Ti使相界钝化; 885～1130℃的反应烧结过程主要发生液相烧结与晶粒生长,熔融液相Al与难熔Ti、Nb_2Al的相界处发生包晶反应生成Al_3Ti和Al_3Nb,新生Al_3Ti相阻碍Al元素扩散使内部与Ti反应的Al含量降低导致Al_2Ti的生成;随着烧结温度升高,反应速率加快,反应原料快速完成合金化过程并进行晶粒生长,Al_3Ti与Al_3Nb的晶体结晶度得到提高。     

放电等离子原位烧结制备TiC＋TiB／Ti复合材料

采用放电等离子烧结（SPS），通过Ti与B4C之间的原位反应合成TiC＋TiB／Ti复合材料。首先通过热力学计算判断可能发生的反应，利用x射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）对球磨混合粉以及烧结后材料的相组成和显微组织进行了研究，测定材料的相对密度和硬度，并探讨了Ti与B4C采用放电等离子烧结制备TiC＋TiB／Ti复合材料的致密化过程和反应机理。结果表明，采用SPS技术，在1150℃保温5min的条件下，Ti与B4C能同步完成反应、烧结、致密化，生成TiC＋TiB／Ti复合材料，并且原位生成的增强相分布均匀且细小。     

放电等离子合成Ti3AlC2-TiB2复合材料的相形成研究

采用放电等离子烧结工艺,以Ti,Al,B4C,TiC为原料制备Ti3AlC2／TiB2复合材料。通过X射线衍射分析了从600℃到1300℃Ti3AlC2／TiB2系统反应过程的相形成规律。用扫描电镜观察了不同温度下试样的显微组织演变。结果表明,在900℃之前,主要的反应是Ti和Al反应生成Ti—Al金属间化合物,900℃之后,Ti—Al金属间化合物与TiC逐渐生成Ti3AlC2和TiB2相,形成致密Ti3AlC2／TiB2复合材料。     

机械合金化+烧结制备TiC/Ti3SiC2复合材料

以Ti、Si和C单质粉末为原料,采用机械合金化合成了TiC/Ti3SiC2混合粉体,并用放电等离子烧结球磨粉体制备了致密的TiC/Ti3SiC2陶瓷。结果表明,机械合金化可以合成由TiC和Ti3SiC2组成的混合粉体,同时还可以细化晶粒,促进烧结的致密化过程。在1200℃下,保温5min,加压30MPa,对机械合金化1h时的粉体进行放电等离子烧结可制备相对密度高达99.1%的TiC/Ti3SiC2复合陶瓷。     

W-Ni-Fe合金的放电等离子烧结致密化与微观组织演变(英文)

采用放电等离子烧结(SPS)技术固结成形W-5.6Ni-1.4Fe(质量分数,%)混合粉末,研究不同加热速率对烧结致密化行为和微观组织演变规律的影响。结果表明,W-5.6Ni-1.4Fe合金的SPS致密化过程可以划分为三个阶段。初始不收缩阶段,快速加热导致粉末颗粒接触区产生瞬间放电,并在颗粒表面产生局部高温,强化后续烧结致密化;致密化过程主要发生在中期固相烧结阶段,缓慢加热有助于扩散更加充分;在后期瞬时液相烧结阶段,钨晶粒球化并迅速长大,且快速加热可获得更为细小的晶粒。     

93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金放电等离子主烧结曲线的建立

将主烧结曲线(MSC)理论应用于93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金的放电等离子烧结(SPS).以加热速率100℃/min为临界点,建立了2个不同加热速率阶段合金的主烧结曲线.在2个不同加热速率阶段,93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金的放电等离子烧结MSC曲线均可有效预测合金烧结全过程的致密化行为,以及粉末压坯的收缩量和合金的最终烧结密度.计算了93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金放电等离子烧结过程中的致密化函数c,定量地证明了当加热速率大于100℃/min时,随着温度升高,合金的SPS致密化过程显著加快.此外,主烧结曲线理论计算得到的表观致密化激活能与采用Arrhenius公式计算所得到的致密化激活能基本一致.     

铌合金表面MoSi2-B4C复合涂层的快速烧结制备及高温氧化行为

以Mo-Si-B4C混合粉末为涂层原料,采用放电等离子烧结在铌合金表面原位反应烧结制备MoSi2-B4C复合涂层,研究涂层组织形成过程及界面反应特征,考察涂层在1450℃下的抗氧化性能。结果表明,在烧结的升温阶段,MoSi2相就已完全形成,而在保温的初期阶段,部分B4C颗粒又与邻近的MoSi2反应生成了SiC和Mo2B5。烧结过程中,涂层中的Si和B向基体合金扩散,形成了由NbSi2 + NbB外层和Nb5Si3内层组成的互扩散区。涂层在1450℃至少100h内可有效保护基体,表面生成了致密的SiO2-B2O3氧化膜,而互扩散区内NbB的存在有效阻碍了氧化过程涂层中Si的内扩散。     

Mg-Al-TiO2体系反应烧结新型镁基复合材料

采用Mg-Al-TiO2体系,通过反应烧结制备了原位生成的Al3Ti、MgO和Al2O3颗粒混合增强的新型镁基复合材料。研究了不同的烧结工艺对复合材料物相和组织的影响。结果表明:采用Mg,Al和TiO2混合粉末反应烧结可以获得致密的Al3Ti、MgO和Al2O3颗粒混合增强的复合材料。Al3Ti、MgO和Al2O3颗粒均原位生成,Al3Ti颗粒粒度约为5μm,均匀分布在基体中;MgO和Al2O3颗粒粒度为纳米级,但是团聚分布。最佳的工艺为反应温度850℃,保温45min;若温度偏低,反应不完全,温度偏高,大量偏析和团聚出现。