气氛控制烧结制备17M/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷的抗氧化性能研究

采用等温热重法,测试了冷压-烧结和气氛控制烧结两种方法制备的17M/(10NiO-NiFe2O4)(M=Cu和Ni)金属陶瓷惰性阳极的高温抗氧化性能。考察了氧化温度和氧化时间对17M/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷氧化行为的影响,并对其氧化产物层微观结构进行了分析。结果表明,气氛控制烧结有利于提高金属陶瓷材料的抗氧化性,表面的致密氧化层能够有效阻挡氧的向内扩散。17Cu/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷材料表面氧化层中的Cu的质量分数占到37.58%比过渡层中11.28%高,说明Cu有向表面迁移后再氧化的现象。     

烧结气氛对Mo_2FeB_2金属陶瓷组织与性能的影响

以钼粉、铁粉、硼铁合金粉为原料,采用粉末冶金的方法,分别在真空、N2和Ar气氛下制备Mo2FeB2金属陶瓷材料。研究了烧结气氛对Mo2FeB2金属陶瓷密度、成分、力学性能以及显微组织的影响。研究结果表明,在同样烧结温度下,试样在真空气氛下的烧结密度为8.23g/cm3,硬度为75.3HRA,抗弯强度为1246.38MPa,优于在N2和Ar气氛下烧结制备的试样的密度、硬度和抗弯强度。金属陶瓷在N2和Ar中烧结后,碳含量比在真空中烧结的碳含量低1.0%～1.2%,而氧、氮含量均高于真空中烧结的含量。论文还通过对材料的显微组织的分析,发现真空气氛下制备的试样组织发育良好,结构致密,并阐述了不同烧结气氛对该材料组织结构影响的原因。     

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。     

TiH2粉末注射成形坯烧结工艺研究

本文以低成本的TiH2粉末为原料,采用粉末注射成形技术(MIM)制备纯Ti材料,研究了烧结温度、烧结时间和烧结气氛对样品的致密度、显微组织的影响;探究了烧结气氛对烧结试样中碳、氧含量的影响,并测定了真空烧结试样的力学性能。结果表明:TiH2粉末通过MIM工艺可以获得接近全致密的烧结Ti制品;随烧结温度提高和烧结时间延长,制品孔隙度减小,致密度提高;在1 150℃烧结3h,致密度为93.88%,烧结温度提高到1 300℃,致密度可达98.52%;在1 300℃的烧结温度下,烧结时间从2h延长到3h,致密度可从96.69%增加到98.52%;在其它工艺相同的条件下,烧结气氛对制品的性能有显著影响,真空条件下致密度最高,晶粒尺寸最大,碳、氧含量最低;在真空度为5×10-3 Pa下,于1 300℃烧结3h制品的显微硬度为388HV,抗拉强度为325MPa,延伸率为4.43%。     

化学镀镍法制备中空镍纤维

采用化学镀的方法制备中空镍纤维,通过对不同纤维进行筛选和优化,选取晴纶纤维作为化学镀镍的基体,纤维直径约10 μm,长度3 mm左右.采用NaH2PO2为还原剂的碱性低温镀液体系在晴纶纤维表面镀镍,通过SEM,EDS和XRD分析了镀层表面形貌、结构和化学成分.研究发现,未经烧结的Ni/晴纶复合纤维镀层致密均匀,主要成分为低磷含量的Ni-P合金.将复合纤维先在空气中进行氧化烧结去除晴纶基体,发现烧结温度对去除有机基体得到中空镍纤维有较大影响.当烧结温度低于300℃时,有机基体去除不完全;当烧结温度为400℃时,基本没有有机基体残留,管壁致密;当温度为500℃时,得到的中空氧化镍纤维管壁有大量微孔,质脆易碎.将去除基体后的氧化物在氢气气氛下进行高温还原处理,得到中空镍纤维,组成为Ni和Ni3P,镍元素占93.83%(质量分数).     

Ni-Ti-Cr固溶体对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

以机械合金化的Ni-Ti-Cr固溶体作为粘结剂制备了Ti(C,N)基金属陶瓷，研究了不同Cr含量的固溶体对金属陶瓷微观组织、力学性能和氧化行为的影响。结果表明，随着Cr含量的增加，金属陶瓷颗粒尺寸先减小后增大，抗弯强度、断裂韧性和硬度先增大后减小。当Ni、Ti、Cr的质量比为91∶3∶6时，金属陶瓷的综合性能最好，抗弯强度、断裂韧性和硬度分别达到2 120.3 MPa、15.41 MPa·m^1/2和88.9 HRA,且氧化膜致密，氧化增重和氧化膜剥落较少。金属陶瓷经过60 h氧化后，外层氧化膜以NiO为主，TiO₂主要嵌在NiO晶界处，往内为疏松的TiO₂层，再往内Cr元素富集，形成致密的NiO和NiCr₂O₄层，可有效吸收氧原子，阻碍进一步氧化，并起到层与层之间连接和过渡的作用。在循环氧化时，金属陶瓷氧化膜经历了从NiO层到TiO₂层循环剥落的过程。     

TiB2对Ta-W合金氧化行为的影响

采用热压烧结制备Ta-W合金和Ta-W-TiB₂合金,研究两种合金在700、800和900℃的高温氧化行为,通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察和能谱分析对合金的氧化层组分和组织形貌进行分析。结果表明:两种合金经热压烧结后的相对密度均达到97%以上,可以实现致密化。在氧化温度范围内所有合金的氧化动力学曲线都遵循直线规律,氧化温度升高氧化速率逐渐增大。Ta-W合金的氧化产物为Ta₂O₅固溶体,Ta-W-TiB₂合金的氧化产物为Ta₂O₅固溶体和TiO₂氧化物。在700~800℃下,稳定的TiO₂提高了Ta-W-TiB₂合金的抗氧化能力,但在900℃时,TiO₂的破坏大大减弱了氧化层对基体的保护能力。     

烧结工艺对NiFe2O4-10NiO双相陶瓷烧结行为及微观结构的影响

采用粉末冶金法制备NiFe2O4-10NiO双相陶瓷,对该陶瓷在不同烧结气氛、不同烧结温度和保温时间等条件下的烧结行为进行研究,探讨烧结气氛、烧结温度和保温时间等对NiFe2O4-10NiO双相陶瓷烧结致密化进程及显微结构演变规律的影响.结果表明:N2气氛下NiFe2O4-10NiO双相陶瓷的致密化速率及晶粒长大速率均...     

超音速喷涂Cr3C2-25NiCr复合涂层的组织及电化学特性研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)设备在Q235钢表面制备了Cr3C2-25NiCr金属陶瓷涂层,对涂层的显微形貌、组织成分和机械性能进行了研究,结果表明:HVOF制备出的金属陶瓷涂层主要由NiCr、Cr3C2和Cr7C3相组成,涂层致密、硬度高,与基材的结合强度好。实验还测试了涂层和基材在0.5%H2SO4溶液中的腐蚀、电化学行为,阳极极化曲线测试结果显示出涂层在0.5%H2SO4溶液中具有很好的耐蚀性,通过SEM及所配能谱对基材和涂层腐蚀产物形貌和成分进行分析,发现涂层腐蚀主要发生粘结相NiCr合金处,而Ni、Cr氧化物阻止了腐蚀进一步发生,96h浸泡实验也证实了致密的金属陶瓷涂层对基材有很好的抗腐蚀保护作用。     

TiB2-HfC陶瓷的高温抗氧化性能

为了研究TiB₂-HfC陶瓷的高温抗氧化性能, 分析了TiB₂-HfC陶瓷在1100 ℃下分别氧化1、4、7、10 h后的氧化行为; 根据材料氧化后的微观结构, 对陶瓷氧化层进行了划分, 将其分为外氧化层、次氧化层及过渡层。实验结果表明: 外氧化层的氧化物为TiO₂、B₂O₃、HfO₂、NiO和CoO; 随着氧化时间的延长, 材料发生了严重氧化, 氧化层逐渐变厚, 材料保有的抗弯强度逐渐减小, 材料的氧化增重与氧化时间呈抛物线规律; 氧化1h后, 材料表面形成了约为12 μm的致密氧化层, 此时材料具有较好的抗氧化性能, 且仍保有较高的抗弯强度, 其值为823.6 MPa。     

碳含量对Mo2FeB2基金属陶瓷的影响

采用真空烧结工艺制备了4种不同碳含量0、0.25%、0.5%、1%(质量分数，下同)的Mo₂FeB₂基金属陶瓷，研究了碳含量对金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明：随着碳含量的增加，金属陶瓷的液相形成温度降低，金属陶瓷的硬度和抗弯强度呈先增大后降低的趋势。当碳含量为0.5%时，硬质相和粘结相两相组织分布最为均匀致密，金属陶瓷的硬度和抗弯强度最佳(88.5 HRA, 1 858.5 MPa)。当碳含量增加到1%时，过量的碳与Fe形成了脆性Fe₃C相，导致组织粗化和力学性能降低。     

CoO掺杂对15(20Ni-Cu)/(NiO-NiFe2O4)金属陶瓷导电性能的影响

在15(20Ni-Cu)/(NiO-NiFe2O4)金属陶瓷中掺杂CoO,制备15(20Ni-Cu)/[10(xCoO-yNiO)-9ONiFe2O4]金属陶瓷,研究CoO掺杂量x对15(20Ni-Cu)/(NiO-NiFe2O4)金属陶瓷材料的烧结致密化、物相组成以及电导率的影响.结果表明:当CoO掺杂量x为0～10...     

包裹型SiO2/Al复合粉体的制备及烧结性能研究

为了克服金属陶瓷两相分布不均、界面不润湿和难以烧结致密等难题,采用球磨技术将增强相均匀包裹在基体材料表面,研究包裹型SiO₂/Al复合粉体的球磨制备工艺及其烧结性能,提高金属陶瓷的综合性能。结果表明,随着球磨时间的延长,SiO₂/Al复合粉体的比表面积先增大后减小,球磨6 h获得的复合粉体比表面积最大,达到8.1 m2·g?1。随着球料比的增大,SiO₂/Al复合粉体的比表面积先增大后减小,说明SiO₂包裹在Al粉表面的量呈现先增多再减少的趋势。随着球磨转速的增大,SiO₂/Al复合粉体比表面积先增大后减小。随着烧结温度的提高,SiO₂/Al金属陶瓷表面硬度先增高后降低,在烧结温度为900 ℃时,SiO₂/Al金属陶瓷的表面硬度达到最高。球磨时间为6 h,球料比为2:1,球磨转速为360 r·min?1,烧结温度900 ℃可以获得性能较佳的SiO₂/Al金属陶瓷。     

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.     

MlM316L不锈钢致密化和尺寸精度的研究

在Ar,Ar+H_2,N_2,N_2+H_2和低真空5种气氛下对MIM316L不锈钢进行了烧结,讨论了烧结气氛对合金致密化和力学性能的影响;得出烧结气氛的露点显著影响合金的致密化和最终力学性能;烧结气氛中的H_2可以脱去合金中的碳来影响致密化和力学性能;尺寸精度受注射、脱脂和烧结工序的影响;在采用溶剂脱脂时,3个工序对尺寸精度的影响由大至小依次为烧结、注射和脱脂。在不同气氛下,3个工序对尺寸精度的影响相对稳定。     

MIM316L不锈钢致密化和尺寸精度的研究

在Ar,Ar+H2,N2,N2+H2和低真空5种气氛下对MIM316L不锈钢进行了烧结,讨论了烧结气氛对合金致密化和力学性能的影响;得出烧结气氛的露点显著影响合金的致密化和最终力学性能;烧结气氛中的H2可以脱去合金中的碳来影响致密化和力学性能;尺寸精度受注射、脱脂和烧结工序的影响;在采用溶剂脱脂时,3个工序对尺寸精度的影响由大至小依次为烧结、注射和脱脂.在不同气氛下,3个工序对尺寸精度的影响相对稳定.     

Ni-Cu-Fe-Al合金在850℃空气中的氧化行为

为研发铝电解惰性阳极连接导杆新材料,采用粉末冶金法制备Ni-Cu-Fe-Al四元合金,在850℃的空气气氛中进行氧化实验,并用XRD、SEM、EDS等测试设备对其表面氧化膜的成分、形貌和组成进行分析.结果表明,在该合金表面形成的氧化膜连续、致密,分为内、中、外三层,外层以铜镍复合氧化膜为主,中间层分布着岛状的铁氧化物,其中含有一定数量的NiFe2O4尖晶石相,内层为连续致密的Al3O3膜,能阻碍元素扩散,从而有效提高合金的高温抗氧化性能.     

微弧氧化对7050铝合金腐蚀行为的影响

采用微弧氧化(MAO)技术在7050铝合金表面制备了陶瓷膜层,运用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)表征陶瓷膜微观结构,采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了微弧氧化膜对7050铝合金在3.5%(质量分数) NaCl水溶液中腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响.结果表明:微弧氧化膜层由表面疏松层与内部致密层组成,表面疏松层主要由Al₂O₃组成,内部致密层由氧化铝与铝烧结而成.微弧氧化膜层可以有效抑制7050铝合金表面的腐蚀萌生及明显降低腐蚀速率,且使7050铝合金的应力腐蚀敏感性出现显著下降.      

SPS烧结温度对WCoB-TiC金属陶瓷组织及性能的影响

采用放电等离子烧结工艺制备WCoB-TiC金属陶瓷,研究了烧结温度对WCoB-TiC组织及力学性能的影响.实验结果表明:随着烧结温度的提高,金属陶瓷密度和硬度先增加后减小.当烧结温度为1 300℃时,WCoB-TiC金属陶瓷组织致密性最佳,密度达到9.33 g/cm3,并且硬度及抗弯强度最大,分别为92 HRA和824...     

超音速火焰喷涂NiCrAlY-Y2O3金属陶瓷涂层抗结瘤性能研究

以NiCrAlY和Y2O3粉末为原料通过两种工艺分别制备出团聚烧结和混合型NiCrAlY-Y2O3金属陶瓷粉末,研究了该两种用于热喷涂给料粉末的颗粒形貌及粉末性能.使用该两种粉末及一种商用CoCrAlY-Y2O3通过超音速火焰喷涂(HVOF)在不锈钢基体上制备厚度约为100um的涂层。研究了涂层的孔隙率及抗热冲击能,将四种热喷涂涂层在高温下与MnO,Fe3O4及含锰碳钢进行接触反应后对它们的抗结瘤性能进行了相对的静态比较,结果表明,团聚烧结NiCrAlY-Y2O3涂层具有较好的抗锰氧化物的结瘤,而抗铁氧化物结瘤性能差。团聚烧结金属陶瓷涂层比混合型陶瓷涂层具有更好的抗氧化物结瘤性能。