铜基胎体中低熔点金属的反应特性及性能研究

Zn和Sn是金刚石工具胎体常用的低熔点金属。实验采用电阻式热压法制备了4种不同Zn/Sn含量的试样。通过改变Zn/Sn配比,借助力学试验机、扫描电子显微镜、X射线衍射仪,研究铜基胎体中低熔点金属的反应特性及其对烧结体性能的影响。结果表明:保持Sn+Zn总量不变,当Zn引入量由0增加到8wt%时,烧结体中Cu_(41)Sn_(11)硬脆相逐渐减少,最终消失,而Cu_(13.7)Sn+Cu_(0.7)Zn_(0.3)相逐渐增加;烧结体的硬度值由84.6HRB降至67HRB;抗弯强度由630MPa提高至736MPa;冲击韧性由5.7J/cm~2提高至26.6J/cm~2。四种试样断口均出现光亮平整的脆性断面特征和类似于塑性断裂的浅韧窝特征,但从力值-变形曲线看仍属于典型的脆性断裂行为。     

银基高锡预合金粉末对大理石锯片胎体性能的影响研究

大理石锯片普遍存在锋利度差、胎体强度低、耐用性差等问题,通过采用银基高锡预合金粉末改善大理石锯片胎体性能来解决。通过试验检测分析,银基高锡预合金粉末A烧结体组织致密,添加银元素解决了高锡预合金粉末反偏析趋势强、烧结致密度差、分散缩孔的问题;添加预合金粉A替代单质锡粉,制备的大理石锯片烧结胎体相对单质粉末体系,胎体强度提高约9%,硬度下降约14%,塑性变形能力明显增强,微观组织存在网状高银、高锡的亮色硬脆相,避免了单质锡粉偏析形成的块状硬脆相;通过切削试验证明,添加预合金粉末A的大理石锯片刀头锋利度提高,胎体对金刚石结合性能好。通过以上试验得到初步结论,银基高锡预合金粉末A可有效改善大理石锯片胎体力学性能,提高锋利度和对金刚石的把持力。     

稀土元素La对金刚石钻头胎体的性能影响

文章研究了微量La元素的添加对金刚石钻头胎体的抗弯强度、磨损失重、硬度等力学性能的影响。并通过扫描电镜对不同样品断口形貌进行了分析对比。研究结果表明：加入微量的La元素,胎体的抗弯强度τ0有所上升,磨损失重Δm有所下降,硬度HRB基本没有太大变化。含金刚石试样的断口形貌电镜照片表明：微量La元素的加入,可以减少胎体中的孔洞缺陷,改善胎体的组织结构,提高胎体的力学性能。     

超细铁铜锡磷预合金粉在高铁基金刚石工具中的性能研究

通过粉末冶金工艺制备了铁含量在70%～80%之间的金刚石工具胎体试样,研究了化学法生产的超细Fe-Cu-Sn-P预合金粉(添加比例在20%～60%)对高铁基胎体物理性能、机械性能和切割性能的影响。在密度天平、洛氏硬度计、拉伸试验机、扫描电子显微镜上分别测试试样的密度、硬度、抗压强度以及三点弯曲强度、断口形貌。结果表明:添加超细预合金粉有助于提高胎体的压制成型性,在实际生产中,建议添加比例控制在30%～50%;随着超细预合金粉含量的增加,试样的硬度和抗弯强度随之提高,合金粉含量达到50%以后试样的硬度和抗弯强度提高幅度变缓;随着超细预合金粉末含量的增加,胎体的烧结温度随之降低,其中A5的烧结温度比A1的烧结温度降低35℃;超细预合金粉末含量达到40%以后锯片切割五莲红的锋利度得到了明显提升。     

化学法制备超细铁粉在金刚石工具中的应用趋势

利用化学法制备粒径在3μm左右的超细铁粉,其铁含量达到98.2%,比表面积大,烧结活性强。通过添加超细铁粉制作铁基胎体配方进行烧结实验,研究其烧结性能和合金化效果;通过测试胎体物理性能,研究超细铁粉对胎体的力学性能和耐热性的影响;通过对比切割实验,探讨了超细铁粉铁基胎体配方在使用性能上的提高。     

超细铁铜锡磷预合金粉在高铁基金刚石工具中的性能研究

通过粉末冶金工艺制备了铁含量在70%～80%之间的金刚石工具胎体试样,研究了化学法生产的超细Fe-Cu-Sn-P预合金粉(添加比例在20%～60%)对高铁基胎体物理性能、机械性能和切割性能的影响。在密度天平、洛氏硬度计、拉伸试验机、扫描电子显微镜上分别测试试样的密度、硬度、抗压强度以及三点弯曲强度、断口形貌。结果表明:添加超细预合金粉有助于提高胎体的压制成型性,在实际生产中,建议添加比例控制在30%～50%;随着超细预合金粉含量的增加,试样的硬度和抗弯强度随之提高,合金粉含量达到50%以后试样的硬度和抗弯强度提高幅度变缓;随着超细预合金粉末含量的增加,胎体的烧结温度随之降低,其中A5的烧结温度比A1的烧结温度降低35℃;超细预合金粉末含量达到40%以后锯片切割五莲红的锋利度得到了明显提升。     

掺杂La2O3对镁橄榄石瓷介电性能的影响

利用传统烧结工艺,制备了不同La2O3含量的镁橄榄石瓷,并研究了La2O3组份对材料晶相构成、晶粒、晶相以及介电常 数和品质因数的影响。结果表明,添加La2O3后,材料的烧结温度明显降低,并生成了新相La2Al24.4O39.6;随La2O3含量的增 加,材料显微结构发生了变化;材料的相对介电常数在0-20％围内近似线性增长,而材料的品质因数Q也有较明显的 变化。     

化学共沉淀法制备镧掺杂纳米二氧化锡的研究

以SNCl4和La2O3为原料,采用化学共沉淀法制备掺杂La的纳米SnO2,并对其物相和粒度进行了分析.结果发现采用化学共沉淀法制备La掺杂SnO2粉末,焙烧温度在400～650℃时,其晶体结构保持SnO2的四方结构;750℃以上焙烧,得到La2Sn2O7和SnO2两相结构.La元素的掺杂明显抑制SnO2晶粒的长大,并且随含量的增加抑制SnO2长大的效果更明显.同时掺杂La元素使纳米SnO2晶粒的形成与长大对保温时间不敏感,在550℃焙烧1 h与8 h晶粒大小只相差1 nm左右.     

预烧结对钴基胎体性能的影响

采用对金刚石工具进行预烧结处理的方法,研究了预烧结工艺对钴基胎体力学性能和显微结构的影响。结果表明:在800℃(0.95*热压温度)预烧结1h的样品,胎体的致密度、硬度、强度、延伸性能最佳,其显微结构孔隙少、晶粒细小,合金化程度最高。     

烧结细晶氧化铝陶瓷的新方法

致密的氧化铝陶瓷可用三种方法烧结得到。从SEM照片可看出：样品比较致密,样品的相对密度大于93％．用两步法和两段法烧结得到的氧化铝陶瓷的晶粒尺寸小于400nm,用常规方法烧结得到的氧化铝陶瓷的晶粒尺寸约为650nm。而且,用两步法和两段法烧结时烧结温度低于常规烧结。实验结果表明：两步法和两段法烧结能得到细晶的氧化铝陶瓷。     

掺杂La2O3对刚玉基复相陶瓷的烧结和力学性能的影响

刚玉基复相陶瓷材料具有高硬度、高强度及耐磨性等优异的力学性能,是结构陶瓷领域研究的热点之一,具有广阔的应用前景.以α-Al2O3、SiC和ZrO2为原料,掺杂少量稀土氧化物La2O3,采用无压埋烧工艺,制备了稀土掺杂刚玉基复相陶瓷.通过XRD、SEM等手段研究La2O3添加量对复相陶瓷微观结构和性能的影响.结果表明:掺杂La2O3可将复相陶瓷的烧结温度降低至1540℃,经1540℃烧结的掺杂复相陶瓷强度和硬度分别为183 MPa和18.46 GPa.La2O3位于晶界处抑制晶粒长大,促进晶粒细化,利于样品的致密化,同时其晶界强化作用有利于复相陶瓷强度的提高.     

(Y1-xLax)2O3透明陶瓷的制备及性能

采用传统陶瓷生产工艺制备了(Y1-xLax)2O3(x=0～0.125)透明陶瓷.研究了陶瓷的显微结构、硬度、透光性及热导率.结果表明:La2O3可以有效促进陶瓷烧结,抑制晶粒长大.La2O3添加后,陶瓷硬度由786MPa提高到878MPa,陶瓷热导率明显降低,由16.92W/(m·K)降为5.68W/(m·K).制备...     

制备工艺对La改性的Ca3Co4O9基陶瓷热电性能的影响

利用常压烧结、冷等静压成型后常压烧结及热等静压烧结3种不同制备工艺,合成了(Ca0.9La0.1)3Co4O9热电材料。XRD分析表明：不同工艺制备的样品均为Ca3Co4O9相。样品的SEM照片显示：晶粒为片状结构;热等静压烧结制备的样品,其片状结构不明显,但致密度较之另外两种工艺大幅度提高,其相对密度为95％。制备工艺对(Ca0.9La0.1)3Co4O9热电材料Seebeck系数影响不大,但热压烧结样品能大幅度提高(Ca0.9La0.1)3Co4O9电导率。在一定温度范围内,随温度升高,功率因子大幅度增加,对于热压烧结的样品尤为显著。     

不同粒度铁粉在金刚石薄壁钻胎体中的影响研究

在金刚石薄壁钻胎体中加入-200目、-300目、-500目、-800目、-1200目等不同粒度的铁粉,经冷压成型、热压烧结机烧结后进行对比测试,分析不同粒度的铁粉对胎体冷压成型性、烧结性、以及烧结后的密度、硬度、抗弯强度的影响,同时在SEM镜下观察添加不同粒度铁粉胎体的断口组织形貌并进行钻孔测试。试验结果表明:胎体的冷压成型性、烧结性、烧结后的密度、硬度、抗弯强度随铁粉粒度的变化有规律地变化;胎体断口的组织形貌也根据添加的不同粒度的铁粉呈现不同的状态;实际钻孔测试随铁粉粒度的变化其速度和寿命都有不同程度的变化。     

FeCuCoY超细合金粉末胎体的烧结及其力学性能研究

采用共沉淀还原扩散法制备了不同Y含量的FeCuCoY超细合金粉,并采用真空热压机将之烧结为胎体试样块.重点研究了Y含量、烧结温度(700℃～900℃)对FeCuCoY胎体断口形貌、相对密度、硬度和抗弯强度的影响.实验结果表明:添加适量Y元素可明显改善FeCuCo超细合金粉胎体的硬度和抗弯强度,并能在一定程度上加快胎体烧结过程的进行.在不同的烧结温度下,FeCuCoY超细合金粉胎体的断口为沿晶断裂和穿晶断裂的混合型断口,且穿晶断裂所占比例随着温度的升高而增大;Y元素在合金中的最佳添加量为0.5wt.%,最佳烧结温度为800℃.此时,胎体的相对密度为98.0%,硬度为103.6HRB,抗弯强度为1531.41MPa.     

TiO2的添加对铝铬固溶体烧结动力学的影响

铝铬固溶体被广泛应用于耐火材料,其烧结致密化较难,添加一定量的烧结助剂有利于提高铝铬固溶体的致密程度,但对于致密化过程中的晶粒生长规律尚不清楚。在本工作中以纳米η-Al₂O₃和工业铬绿为原料,加入烧结助剂TiO₂,并以PVA作为结合剂,经过冷等静压成型后在常压下1 400~1 700 ℃进行固相烧结制备摩尔比1∶1的烧结铝铬固溶体。利用Archimedes法、XRD、SEM、Nano measurer等手段分析了烧后试样的致密度、物相组成、显微结构和平均晶粒尺寸,在此基础上进一步计算研究了TiO₂的添加对铝铬固溶体的烧结动力学的影响。结果表明:在烧结过程中,Al₂O₃-Cr₂O₃和Al₂O₃-Cr₂O₃-2%TiO₂烧结体系的晶粒生长指数和晶粒生长活化能均随温度升高而减小;Al₂O₃-Cr₂O₃体系晶粒生长主要受原子随机越过晶界和体积扩散两种机制控制,Al₂O₃-Cr₂O₃-2%TiO₂体系晶粒生长主要受体积扩散控制;对比两种体系发现TiO₂的添加能使样品的晶粒生长指数和晶粒生长活化能下降,促进晶粒生长发育。     

CeO2、La2O3、Y2O3和V2O5对Co-Cu-Sn-Fe超硬工具胎体力学性能的影响

选用Co55Cu29Sn10Fe6作为基础配方,以稀土氧化物(CeO2、La2O3、Y2O3)和V2O5作为添加物,研究它们对Co-Cu-Sn-Fe体系的胎体性能影响.研究发现,稀土氧化物对胎体的硬度改善不大,甚至会使硬度大幅降低,但是对胎体的抗折强度影响显著.CeO2含量在0.5％～0.8％、La2O3含量在0.6％、Y2O3含量在0.2％～0.5％时,抗折强度均较未加稀土氧化物的基础配方(451.9MPa)提高很多.V2O5对胎体的影响与稀土氧化物明显不同.V2O5含量低于1.0％时,胎体的抗折强度会有一定提高,在456.4～551.4MPa之间.     

晶界相对半透明氮化铝陶瓷透过率的影响

分别添加质量分数为3%的CaF2和Y2O3为烧结助剂,在相同烧结工艺制度下采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS),制备了两种半透明AlN陶瓷.两种样品有相近的密实度和晶粒尺寸,但是它们的透过率却相差很大.用扫描电镜,X射线衍射分析和透射电镜结合能量散射型X射线光谱分析仪对样品微观结构进行分析.结果表明:晶界相的存在及分布方式对样品透过率有重要影响.添加CaF2的样品表现出很高的纯度,晶界及三角晶界处观察不到第二相.添加Y2O3的样品中,由于生成的晶界相Y3Al5O12沿AlN晶界分布,阻隔AlN晶粒之间的连接,在晶界处造成光散射,导致样品透过率下降.     

添加富铁预合金粉CSB-2的热压金刚石钻头胎体性能研究

Fe基胎体在金刚石钻头的领域中仍存在相当的潜力,粉末预合金化是现今金刚石工具制造的一个趋势。通过研究在980℃的烧结温度下不同含量的富铁预合金粉CSB-2的热压金刚石钻头胎体的力学性能及组织形貌表征,得到以下结论:CSB-2能提高胎体的力学性能,细化组织,使胎体更致密;富铁胎体在980℃的烧结温度条件下对金刚石存在着刻蚀作用,粉末预合金化能降低铁基胎体对金刚石的刻蚀,且使胎体对金刚石的润湿性增强,提高胎体对金刚石的包镶力。     

自由烧结金刚石串珠冷压工艺研究

采用同一种胎体配方结合剂,选择不同的冷压压力、不同的珠芯外径进行自由烧结,并做了串珠的剪切强度检测对比试验。根据检测结果得出:冷压金刚石串珠生坯压力需足够,压力足够不仅能使串珠自由烧结后其外形规整,还可确保串珠胎体与珠芯基体具有较高的抗剪强度;此外,根据胎体生坯的相对密度采用外径适合的珠芯,使串珠胎体在自由烧结时既能很好的"包住"珠芯,又能避免因珠芯外径过大而阻碍胎体的进一步收缩导致胎体有裂纹或微裂纹现象。