放电等离子技术制备陶瓷与复合材料

介绍了采用放电等离子烧结技术,以不同含量的CaF2为烧结助剂制备透明AIN陶瓷、以放电等离子烧结技术制备多孔材料以及用放电等离子烧结技术进行合金材料界面的焊接.结果表明,放电等离子烧结技术能在短的时间制备透光性能良好的透明陶瓷,短时、低温下制备孔隙均匀可控的多孔材料,以及在较低的焊结温度和保温时间上获得高的焊结强度.     

锌掺杂铝酸镁透明陶瓷的放电等离子烧结工艺优化

为了改善锌掺杂铝酸镁透明陶瓷的光学性能,优化放电等离子烧结技术的工艺条件,采用正交试验法系统地研究了锌掺杂浓度、烧结温度和保温时间对锌掺杂铝酸镁透明陶瓷直线透过率的影响,并利用扫描电子显微镜、双光束紫外分光光度计和傅立叶红外光谱仪等对样品进行了结构表征和性能测试．结果表明,放电等离子烧结锌掺杂铝酸镁透明陶瓷的最优化工艺条件为：锌掺杂浓度1．5％（原子百分比,下同）,烧结温度1325℃,保温时间10min．该条件下制备样品在波长550nm和2000nm处的直线透过率分别为61．8％和80％．分析表明,影响可见光透过率的最主要因素是烧结温度,锌掺杂浓度和保温时间的影响较小;工艺条件的变化对样品红外透过率的影响较小．     

在SPS过程中碳污染的研究

为了研究放电等离子烧结(SPS)过程中采用石墨模具对烧结材料的污染情况,以金属W为原料,用石墨模具,压力为30 MPa,分别在1 500℃和1 900℃下进行放电等离子烧结.对烧结体的表层和表层下0.5 mm处进行了X衍射物相分析,用扫描电镜对1 900℃下烧结体的横截面进行了形貌观察和线扫描,并对化学反应进行了热力学计算.结果表明:石墨模具与物料金属W会直接发生化学反应;污染产物碳化物存在于W烧结体表层300nm以内区域,表层下0.5 mm处仅有单质W存在;1 500℃表层有W2C和WC生成,1 900℃仅有WC生成.     

Ti-B-C-N粉末烧结的微观组织及其性能

以Ti-B-C-N四元相陶瓷粉末为实验材料,采用真空热压烧结和放电等离子烧结(SPS)工艺对其进行烧结,真空热压烧结和放电等离子烧结温度分别为1900℃和1450℃,烧结压力分别为20 MPa和40 MPa,保温时间分别为1h和3min。使用X射线衍射仪分析试样物相组成,扫描电子显微镜观察试样表面微观形貌和断口形貌,并测试了烧结试样的硬度和抗弯强度。结果表明:真空热压烧结和放电等离子烧结块体的主要生成相为TiB2相和TiCN相,相对密度分别为97.40%和93.06%,热压烧结试样致密度高,颗粒尺寸大,放电等离子烧结试样孔隙较多,晶粒尺寸小;抗弯强度分别为259.98 MPa和335.17 MPa;弹性模量分别为89.11GPa和162.92GPa;洛氏硬度分别为78.8和84.9;放电等离子烧结试样表现出较好的力学性能。     

两种电场快速烧结方法制备W-Cu合金的对比研究 “研究生论坛”稿件，投稿栏目为“研究生论坛”

为了解决传统烧结方法制备W-Cu合金存在的烧结温度高、烧结时间长、晶粒长大严重等缺点,利用电场对材料烧结的促进作用,本文采用放电等离子烧结（SPS）和大电流电阻烧结两种电场快速烧结方法制备W-Cu合金。借助阿基米德排水法测量密度和金相显微镜、扫描电镜等分析测试方法,对两种电场快速烧结方法在不同烧结温度条件下（800℃、900℃、1000℃）制备的W-20wt%Cu合金的致密化程度及显微组织结构进行了对比研究。通过对两种烧结方法中电场密度的计算和烧结体显微组织结构中铜池的出现,结果表明：在本实验条件下,相比放电等离子烧结法,采用大电流电阻烧结法在加热过程中更容易产生场致发射效应,这有利于W-Cu合金组织的均匀分布,促进烧结致密化。大电流电阻烧结体的相对密度和显微组织结构均优于放电等离子烧结体;采用放电等离子烧结,烧结温度从800℃提高到900℃时,烧结体的相对密度增大,合金内部孔洞和晶粒的大小、分布更加均匀,但当烧结温度达到1000℃时,烧结体的相对密度增幅不大,烧结体孔洞集中,且晶粒团聚;而在大电流电阻烧结时,随着烧结温度升高,烧结体的相对密度增大,显微组织结构的均匀性也得到提高。     

放电等离子烧结具有优异综合性能的新型NdFeB永磁材料

采用放电等离子烧结技术和传统烧结技术制备了烧结NdFeB永磁体,并研究了2种磁体的磁性能、力学性能和化学稳定性.与传统烧结磁体相比,放电等离子烧结磁体具有与其相当的磁性能及更好的耐腐蚀和力学性能.显微组织结果表明,放电等离子烧结磁体主相Nd_2Fe_(14)B的晶粒细小、均匀.边界富钕相仅有少量位于主相Nd_2Fe_(14)B颗粒周围,大部分以颗粒形式分布在主相三角晶界处.这种独特的显微组织特征对于晶间腐蚀过程及脆性沿晶断裂过程具有明显的抑制作用.因此,放电等离子烧结磁体表现出优异的综合性能.     

块体Ti2AlN多晶陶瓷的制备研究

Ti、Al和TiN粉按化学计量比配料，在原位热压（HP）和放电等离子（SPS）2种烧结工艺条件下可以合成单相块体Ti2AlN多晶陶瓷材料。通过X射线衍射（XRD）分析烧结产物的相组成。用扫描电镜（SEM）研究材料的显微结构特征。原位热压工艺合成Ti2AlN的最佳温度为1300℃，烧结试样的密度为4．22g／cm^3，达到理论密度的97．9％；放电等离子烧结工艺合成Ti2AlN的最佳温度为1200℃，烧结试样的密度为4．28g／cm^3，达到理论密度的99．3％。且晶体发育完全，结果紧密，具有明显层状结构。     

两种电场快速烧结方法制备W-Cu合金

为解决传统烧结方法制备W-Cu合金存在的烧结温度高、烧结时间长、晶粒长大严重等缺点,利用电场对材料烧结的促进作用,采用放电等离子烧结(SPS)和大电流电阻烧结两种电场快速烧结方法制备W-Cu合金。借助阿基米德排水法测量密度和金相显微镜、扫描电镜等分析测试方法,对两种电场快速烧结方法在不同烧结温度条件下(800、900、1 000℃)制备的W-20%Cu合金的致密化程度及显微组织结构进行对比研究。通过对两种烧结方法中电场密度的计算和烧结体显微组织结构中铜池的出现,结果表明:在本实验条件下,相比放电等离子烧结法,采用大电流电阻烧结法在加热过程中更容易产生场致发射效应,这有利于W-Cu合金组织的均匀分布,促进烧结致密化。大电流电阻烧结体的相对密度和显微组织结构均优于放电等离子烧结体;采用放电等离子烧结,烧结温度从800℃提高到900℃时,烧结体的相对密度增大,合金内部孔洞和晶粒的大小、分布更加均匀,但当烧结温度达到1 000℃时,烧结体的相对密度增幅不大,烧结体孔洞集中,且晶粒团聚;在大电流电阻烧结时,随着烧结温度升高,烧结体的相对密度增大,显微组织结构的均匀性也得到提高。     

TiB2-BN复相陶瓷的制备工艺及性能研究

采用等离子放电热压烧结方法研究了TiB2-BN复合材料的制备条件和烧结工艺，获得了综合性能良好的TiB2-BN复合材料。研究表明，混料方式的选择对最终获得性能良好的TiB2-BN复合材料有很大影响，且TiB2含量(体积分数)为50％左右时可获得较好的材料性能。在烧结过程中，随着保温时间的延长，TiB2-BN复合材料的相对密度有较大提高，电阻率和抗弯强度则出现极值。     

放电等离子烧结制备TiAl合金组织和性能

以气雾化工艺制备的Ti43.5 Al5 Nb1 V1 Y(at.％)预合金粉末为原料,采用放电等离子烧结工艺成功制备细晶TiAl合金,研究不同烧结温度(1200～1300℃)对组织和力学性能的影响.通过采用OM,XRD,SEM等方法对烧结试样进行微结构表征,在力学试验机进行室温压缩试验.研究发现,烧结后试样主要有γ-T...