放电等离子烧结(SPS)技术与新材料研究

放电等离子烧结(SPS)作为一种材料的绿色制备新技术,正成为国内外材料领域的研究热点.介绍了SPS的工艺特点和装置、国内外发展状况以及特殊的烧结机理;阐述了SPS在功能梯度材料、生物材料、超细或纳米晶WC-Co硬质材料、镁合金等新材料制备方面的应用及优势.最后分析了SPS技术亟待解决的问题和今后的发展趋势.     

难熔金属材料先进制备技术

介绍了现代烧结技术(微波烧结、放电等离子烧结、选择性激光烧结)、先进高纯材料制备技术(电子束精炼、区域熔炼、等离子弧熔炼)、近净成形技术(3D打印、金属注射成形、高能喷涂成形)和抗氧化技术(涂层、复合材料等)4类先进制备技术。阐述了基本原理、技术优势、国内外研究现状及其在难熔金属材料制备方面的初步应用,并指出难熔金属材料的制备正在向着更高纯度、更高抗氧化性能及近终成形方向发展。最后提出了采用先进技术制备高性能难熔金属材料亟待解决的一些突出问题:从实验室走向实际应用还需要大量的的试验和基础研究数据;需要进一步提高难熔金属单晶纯度、扩大单晶品种和规格;近净成形件完全代替传统锻件要先解决内部组织和缺陷的控制、综合力学性能的调控等;高温抗氧化时长需进一步提高。     

放电等离子烧结(SPS)制备金属材料研究进展

综述了放电等离子烧结(SPS)技术在制备纳米/超细晶、大块非晶、准晶、金属间化合物、功能梯度材料、多孔材料、硬质合金等多种金属材料中的应用情况.重点阐述烧结过程中的致密化机理,焦耳热生成机制,关于等离子活化效应的争议,电流、温度、位移量和应力分布的不均匀性及其影响,粉末的预处理工艺及其对性能的影响.并总结了SPS技术现存问题及发展趋势.     

脉冲电流烧结机理研究

脉冲电流烧结(Pulse electric current sintering,PECS)是材料科学领域开发出的一种新型快速烧结技术,已广泛应用于金属与合金、结构陶瓷、氧化物超导体、复合材料、热电材料、高分子材料以及功能梯度材料的制备.本文在介绍脉冲电流烧结装置与研究进展的基础上,研究PECS烧结条件对氧化铝粉末致密化及显微结构的影响,以探讨脉冲电流烧结机理.     

放电等离子烧结技术与新材料研究

详细介绍了放电等离子烧结(Spark plasma sintering,SPS)技术的工艺特点、特殊的烧结机理以及设备发展概况.重点阐述了SPS新材料研究开发的国内外发展现状,包括梯度材料、综合性能优异的稀土永磁Nd-Fe-B材料、热电能源转换材料(CoSb3系列)、原位合成的WC块体材料、超细或纳米晶WC-Co硬质材料和SPS烧结过程组织演变及机理等.最后展望了SPS新材料在中国的发展前景及应该采取的对策.     

等离子喷涂用Y2O3稳定ZrO2空心球形粉末制备技术及涂层性能的研究现状

原始粉末是影响等离子喷涂热障涂层组织结构和性能的主要因素之一。Y_2O_3稳定ZrO_2(Yttria stabilized zirconia,YSZ)空心球形粉末综合了熔融破碎粉末的预合金化效果好和团聚烧结粉末的流动性好的优点。采用该粉末制备的YSZ热障涂层的隔热性能、抗热震性能以及抗烧结性能等均显著提高,是目前综合性能最为优异的热障涂层之一。结合国内外研究情况,文章主要介绍了喷雾干燥法、等离子球化法以及模板法制备等离子喷涂用YSZ空心球形粉末的原理和优缺点;同时,对等离子喷涂过程中YSZ空心球形粉末熔滴的飞行特性、铺展凝固行为以及YSZ空心球形粉末制备涂层组织结构及性能的研究进行了概述;最后,指出了目前研究中存在的问题并对其未来的研究方向进行了展望。     

等离子喷涂羟基磷灰石涂层的材料学特征

采用等离子喷涂技术,在钛合金基体表面制备羟基磷灰石涂层．使用ＸＲＤ和ＳＥＭ等测试手段,对获得的涂层进行了表征．结果表明,等离子喷涂过程中,同时发生羟基磷灰石的非晶化与热分解现象．热分解产物为ＣａＯ及α－Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２．非晶化是高温羟基磷灰石液滴急剧冷却的结果．羟基磷灰石材料的热力学不稳定性,是发生热分解的主要原因．等离子喷涂获得具有一定粗糙度的羟基磷灰石涂层．涂层的显微结构中;存在气孔以及微裂纹．它们是等离子喷涂工艺的显微结构特征．羟基磷灰石涂层内部存在着烧结现象．涂层与金属基体之间的热传递性能变差,是导致烧结的主要原因．     

低压等离子喷涂技术及研究现状

低压等离子喷涂作为一种热喷涂技术,相比于传统的大气等离子喷涂技术以及气相物理沉积,可制备更加纯净、更为致密、结合强度更高的涂层。主要介绍了低压等离子喷涂的原理、分类及特征,回顾了低压等离子喷涂的产生及发展历程,并与等离子喷涂、超低压等离子喷涂和等离子喷射沉积相比较,分析了其在涂层制备上的独特优势。进一步叙述了低压等离子喷涂技术在制备热障涂层、燃料电池、太阳能、半导体等领域的国内外研究及应用情况,并对其发展进行了展望,指出低压等离子喷涂技术未来的重点发展方向在于对等离子喷涂焰流与材料基板作用机理进行深入研究,以及与其他前沿技术进行复合。     

LaCrO3基陶瓷材料在SOFC中的研究进展

综述了LaCrO3材料在固体氧化物燃料电池(SOFC)中作为陶瓷连接材料、合金连接体的涂层材料以及新型阳极材料的国内外最新研究进展.介绍了LaCrO3作为陶瓷连接材料的使用要求,在热膨胀性能、烧结性能、电性能和化学稳定性能等方面的研究情况,并介绍了磁控溅射、等离子喷涂、溶胶-凝胶(Sol-gel)工艺等几种LaCrO3涂层材料制备方法以及LaCrO3作为新型阳极材料的催化性能、导电性能和热膨胀性能等方面的研究进展,对其发展前景进行了展望.     

热喷涂陶瓷-树脂复合涂层的研究现状

陶瓷-树脂复合涂层兼具陶瓷材料和树脂材料的优异性能,具有良好的力学性能、摩擦磨损性能、耐腐蚀性能等,可用于防腐、减摩等领域,是当前热喷涂领域的新兴研究方向。如在先进航空发动机制造领域,通过在陶瓷涂层中添加树脂材料以增加涂层孔隙率,使高温可磨耗封严涂层的可磨耗性显著提升。然而,陶瓷与树脂的热物理性质和化学性质差异较大,导致复合涂层沉积时粒子的熔融沉积行为呈现复杂多样性,对涂层性能的影响规律尚不清晰。目前,国内外对陶瓷-树脂复合涂层的制备和应用开展了大量的研究,在不同热喷涂方法下,陶瓷材料和树脂材料对复合涂层结构、性能的影响取得了显著成果。基于此,本文综述了采用火焰喷涂、等离子喷涂、反应等离子喷涂三种热喷涂技术制备陶瓷-树脂复合涂层的国内外相关研究;比较分析了喷涂过程中,不同热喷涂技术对陶瓷材料与树脂材料的影响规律;梳理了等离子喷涂工艺的优化方法;展望了未来陶瓷-树脂复合涂层的研究重点与应用方向。