烧结方式对石英多孔陶瓷的性能影响研究

以长江沿岸低品位石英砂为主要原料,采用真空烧结制备石英多孔陶瓷材料.研究结果表明:采用真空烧结能够成功制备石英多孔陶瓷,多孔陶瓷材料烧结温度为1 050℃;制备的陶瓷密度为1.267g/cm3,孔隙度为51.6％,抗压强度为3.184MPa,且气孔较小,分布较均匀,外形完好.在相同的烧结温度和保温时间条件下,真空烧结的陶瓷孔隙度明显比大气烧结的小,密度和抗压强度则比大气烧结的要高.真空烧结的陶瓷表面更加致密,孔结构排列更平整,微观孔结构更加完整.当对石英多孔陶瓷材料的力学性能要求不高时,优先选用空气烧结;反之,则优先选用真空烧结.     

真空烧结Fe-Al多孔材料的元素挥发及其对孔结构的影响

以Fe、Al元素混合粉末为原料,采用粉末冶金法,通过偏扩散/反应合成—烧结,制备Fe-Al金属间化合物多孔材料。根据烧结前后多孔试样的质量变化,并结合XRD、SEM、EDS等测试手段,对烧结过程中多孔试样基础元素挥发行为及孔结构变化进行研究。结果表明,真空烧结元素粉末制备Fe-Al多孔材料过程中,最终烧结温度为1 000℃、保温4 h时,Fe-Al多孔试样质量损失率为0.05%,而最终烧结温度为1300℃时质量损失率达到10.53%;随着最终烧结温度升高,合金元素沿孔壁表面挥发程度增大,导致Fe-Al多孔试样的孔径、开孔隙率和透气度变大。采用MIEDEMA模型和LANGMUIR方程,对真空烧结过程中的质量损失原因进行理论分析,表明Al的挥发是导致多孔试样的质量和孔结构变化的主要原因。     

烧结温度对Cu-C-SnO2多孔材料组织与性能的影响

采用SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃助焊剂辅助常压烧结法制备了铜-石墨-氧化锡（Cu-C-SnO₂）复合多孔材料,对其显微组织和物理性能进行了测试,研究了烧结温度对Cu-C-SnO₂多孔材料组织和性能的影响。结果表明,复合多孔材料主要由金属Cu、石墨和氧化物陶瓷相构成;随着烧结温度升高,SnO₂逐渐减少,莫来石等矿化陶瓷相逐渐增多;当烧结温度从750℃升高到800℃时,Cu₂O增多,当烧结温度高于800℃时,Cu₂O随烧结温度的升高而减少;当烧结温度为950℃时,Cu相发生显著再结晶而晶粒粗大;材料的电阻率、渗油率和空气粘性渗透系数随烧结温度的变化呈现出相似的变化规律,都随烧结温度的增加而先减小后增大,在烧结温度850~900℃范围内达到最小值;烧结线收缩率和材料密度随烧结温度的变化呈现出相似的变化规律,都是随烧结温度的升高而增大,在烧结温度800℃附近存在一个临界值,在该临界值两侧,烧结线收缩率和材料密度随烧结温度变化的速率明显不同;在烧结温度800~850℃之间,材料里氏硬度存在一个突变点,在该突变点两侧,材料里氏硬度都随烧结温度的升高而升高。     

粉末形状与松装密度对不锈钢烧结多孔材料制备工艺及其性能的影响

通过选用气雾化及水雾化两种工艺方法制备的不锈钢粉末来制取粉末烧结多孔材料。探讨了粉末形状及松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料制造工艺中的成形压力和烧结温度等工艺参数的影响;研究了原料粉末松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料的透气性、拉伸强度的影响。结果表明:成形压力、烧结温度和制品的透气性受粉末松装密度影响显著。粒度范围为0.18～0.90mm时,气雾化粉末的成形压力比水雾化粉末要高近1倍;当粉末的粒度相同时,采用松装密度大的球形粉末所需的烧结温度比松装密度小的不规则粉末的高60～70℃;粒度为0.45～0.60mm时,选用松装密度为4.13 g/cm3粉末所制备的多孔制品的透气性为3.16×10-10m2,而选用松装密度为2.67 g/cm3的粉末所制备的多孔制品的透气性仅为8.8×10-11m2。不锈钢多孔材料的强度受原料粉末的松装密度影响显著;粒度相同,制备工艺相同时,采用较低松装密度的粉末的制品,能够得到较高的强度。     

多孔材料透过性能的表征

透过性能对用于过滤分离、流体混合、布气分流等方面的多孔材料是一项十分关键的质量指标。主要介绍了多孔材料透过性能的表征方式，包括流体流动的基本概念、层流条件下流体的透过性能表征、多孔材料透过性能的综合表征、气体透过多孔材料时渗透系数的具体表征等方面。     

干压成型工艺对石英基多孔材料的性能影响研究

本文以长江沿岸低品位石英砂为主要原料采用常压烧结研究干压成型工艺对石英基多孔材料性能的影响,为新型保温材料的开发提供参考。结果表明:随着成型压力的增加,石英基多孔材料气孔率降低。30 mm及50 mm多孔材料的气孔率均随保压时间的增加而降低,但是30 mm比50 mm降低速率慢。在成型压强及保压时间相同的条件下,50 mm多孔材料的气孔率均高于30 mm多孔材料的气孔率。通过条件优化,得到50 mm、5 MPa、5 min成型,烧结后的多孔材料性能较佳,气孔率为54.52%,孔结构较好。     

烧结金属多孔材料孔隙的研究

本文主要研究了烧结金属多孔材料孔隙的产生原因、压制力对孔隙率的影响以及孔隙的连通性。实验中利用模压机制备了一批金属粉末松压试样,建立了分析孔隙产生原因的几何模型;烧结成形后通过金相分析了孔隙的特征,通过计算和实验检测分析了孔隙率的大小,通过测试透气性验证了孔隙的连通性。实验结果证实本实验所制备的多孔材料具有较高的孔隙率,且孔隙具有较好的连通性。     

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。     

真空烧结温度对铜基减磨材料性能的影响

以铜粉、锡粉、铅粉等为原料,采用“压制-烧结”工艺制备了铜基减磨材料,烧结采用真空无压烧结和还原气氛保护烧结两种工艺方法.运用对比试验的方法,探讨了真空无压烧结工艺中不同烧结温度对铜基减磨材料烧结体性能的影响.结果表明:真空烧结工艺与还原气氛保护烧结工艺相比,相同的烧结温度下材料的孔隙度、抗拉强度、抗压强度和硬度变化不...     

单体浓度对多孔钛凝胶固化过程及性能的影响

采用凝胶固化和真空烧结手段制备了多孔钛块体材料,借助扫描电子显微镜、热分析仪和电子万能试验机等分析了不同单体浓度对多孔钛凝胶固化、坯体和烧结体力学性能的影响.结果表明:浆料pH值在7～9范围内分散剂柠檬酸铵的分散作用明显;浆料体系中单体质量分数为20％,引发剂过硫酸铵加入量为6 mmol/L,氨水加入量为0.1mL,温度为45℃时,其凝胶固化时间为68 min;单体质最分数为15％、20％、25％时,所制备坯体的抗弯强度分别为15.2、20.6、24.1 MPa;经1100℃/2 h烧结后,烧结体的开孔孔隙度为39.5％.     

烧结温度对制备多孔TiB_2-TiC复相陶瓷性能的影响

为了获得孔隙度为(30±5)%TiB2-TiC复相陶瓷,采用反应烧结法,在不同温度下进行真空烧结制备出多孔TiB2-TiC复相陶瓷.主要研究了烧结温度对样品的密度、透气性和力学性能的影响,并对反应过程中样品的相组成进行了分析.试验结果表明:反应过程于1 000℃开始,于1 300℃结束;反应过程中存在TiB、Ti3B4中间相,反应完成后最终产物只有TiB2和TiC两相.随着烧结温度的升高,样品的密度和抗弯强度均是逐渐增大的,最大孔径和相对透气系数则是逐步降低的.于1 700℃烧结制备出的复相陶瓷的密度为3.2g/cm3、开孔隙度为29.5%、抗弯强度达到了120MPa,达到了预期目标.     

多孔结构对材料吸波性能的影响

总结了当前多孔材料吸波性能的研究现状，指出多孔结构可改善材料的吸波性能，而孔径、相对密度及厚度是影响多孔材料吸波性能的重要因素，对多孔陶瓷材料而言，适当降低孔径、增加相对密度与厚度有利于提高材料的吸波性能．在此基础上对多孔金属材料泡沫铝的吸波性能进行了初步研究，分析了相对密度与微波频率对材料吸波性能的影响，研究表明，降低多孔金属的相对密度可以显著提高材料的吸波性能；随着微波频率的增加，材料的吸波性能也随之增加．     

烧结温度对过滤用SiO_2多孔陶瓷性能的影响

以石英砂、废玻璃和高岭土为主要原料,采用压制成形法制备过滤用SiO2多孔陶瓷。确定了造孔剂的反应温度,探讨了烧结温度对多孔陶瓷吸水率、气孔率、抗弯强度及显微组织的影响。结果表明:造孔剂在300~450℃快速反应;随烧结温度升高,多孔陶瓷的吸水率、显气孔率和液体渗透率逐渐降低,抗弯强度和致密度逐渐提高,最佳烧结温度为1030℃。     

多孔材料热导率通用计算方法

利用蒙特卡洛法对多孔材料的内部结构进行了重构,并验证了重构模型具有自相似性和标度不变性的分形特性.对重构的多孔材料模型进行网格划分,利用二值化原理识别网格中的固体基质和流体孔隙,构筑材料内部真实传热过程的串并联混合热阻阵列图,建立适用于各种均质和非均质多孔材料热导率的计算方法——二值化阵列法.基于该方法,对闭孔泡沫铝和硅酸铝耐火纤维材料的热导率进行了计算,并与文献中的实验测量值进行了比较,具有较好的一致性,验证了本方法的正确性和普适性.     

Deformation of porous fibrous TiNi materials

The paper examines the strain of porous fibrous TiNi materials resulting from the shape memory effect. The most intensive growth of green compacts in heating is observed at 35 to 50°C and stops at 90°C. It is shown that the strain reaches 250% for fibrous TiNi compacts; the porosity thus increases by a factor of 1.4 to 1.8. It is established that flexible-rigid particulate bonds and shape memory effect in combination cause a manifold increase in the strain as compared with powder TiNi or fibrous tungsten. Sintered materials showed mainly the effect of superelasticity. The total shape recovery is close to 100% at a strain of 10 to 20% and sharply decreases at a strain greater than 30%. The most probable cause is the Ti₄Ni₂O_x phase. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Vol. 46, No. 5–6 (455), pp. 38–43, 2007.     

Influence of the structure on the elastic modulus of highly porous copper-based materials

The effect of the structure on the elastic modulus of two groups of highly porous sintered copper-based materials (foam and fiber metal) with 40 to 90% porosity is investigated. The elastic modulus of the materials is described within the sphere-rod model developed for foam plastic with an open porosity; the model uses an equation containing a structure parameter. Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Nos. 3/4(412), pp. 79–83, March–April, 2000.