烧结温度对316L多孔不锈钢孔结构的影响

将316L不锈钢粉、造孔剂(尿素颗粒)和粘结剂(聚乙烯醇溶液)进行混合,压坯后采用高温真空烧结制备出多孔不锈钢。利用真空浸渍法计算不同烧结温度下试样的孔隙率,在金相显微镜下观察试样的孔径分布及孔大小等,采用压汞法测试不同烧结温度下的最大孔径及其渗透性能。结果表明,烧结温度在1200℃时可获得小孔径分布均匀、孔隙贯通性良好的多孔结构;但烧结温度超过1200℃,烧结试样发生孔径的收缩和变形,使得孔隙率减小,多孔材料的渗透性能降低。     

用于过滤膜的梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料的制备及性能

本工作采用元素粉末反应合成法,利用固相偏扩散的原理进行固相烧结制备Ni-Cr-Fe多孔材料支撑体,再利用人工刷涂的方法将同配比且较细的Ni、Cr、Fe元素粉末悬浮浆料刷涂于多孔支撑体表面,经过真空烧结,制备得到梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料。通过XRD、SEM、能谱等测试手段表征烧结后的梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料的物相及孔结构性能。结果表明,同质的梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料膜层完整,结合强度较好,以冶金桥接的方式结合。随着膜层厚度的增加,透气度将减小,当过渡层的厚度为80μm,表面膜层厚度为30μm时,最大孔径为6μm,透气度为936 m~3·m~(-2)·h~(-1)·kPa~(-1),透气度下降22. 64%。在膜层等厚且过滤精度达到要求时,二阶梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料透气度的下降率比一阶梯度孔径NiCr-Fe多孔材料透气度的下降率小。过渡膜层起到了非常关键的作用,实现了在较高过滤精度的基础上具有较大的过滤通量。     

不同粉末粒度的粉末轧制多孔钛板的孔隙性能研究

为满足湿法冶金、氯碱、水处理、制药等行业对多孔钛板过滤元件的需求,以粉末轧制法制备多孔钛板为出发点,开展了满足轧制工艺要求的多孔钛板粉末轧制、烧结、性能测试等研究。通过对不同性能的钛粉进行粉末轧制、真空烧结,制得了宽度为420 mm、厚度不同、组织均匀的多孔钛板,研究了不同粉末性能对其孔隙度、最大孔径和透气度的影响。结果表明:随着粉末粒度的减小,多孔钛板的密度有所增大,孔隙度、最大孔径和透气度逐渐减小。其中,多孔钛板最大孔径和透气度的变化规律与模压多孔材料的相同。在追求孔隙度最大化时,以最小的轧制压力轧制成型多孔钛板,粉末粒度越大,其厚度越大。当粉末粒度相同时,多孔钛板厚度越大,其内部孔道路径越长,孔结构越复杂,气体在透过多孔结构通道时所消耗的能量也越多,透气度则越低。     

多孔青铜过滤片的制备工艺及结构特性探究

开发一种工艺简单、重复性好、孔形孔径易控制、制取成本低的铜基多孔材料制备工艺是当前的研究热点之一.本文以青铜粉为原料,K_2CO_3为造孔剂,采用烧结溶解法制备多孔青铜过滤片,研究了造孔剂、烧结温度对样品孔隙率的影响,分析了烧结温度、压制压力对样品最大孔径和透气系数的影响,以及孔隙率与抗压强度的关系.研究结果表明:当造孔剂体积分数为20%~40%时,所制备样品的孔隙率为22.8%~44.4%,开孔孔隙率为18.5%~37.2%;随着烧结温度的升高,样品孔隙率和透气系数下降;随着压制压力增加,最大孔径和透气系数均减小;随着样品孔隙率增大,抗压强度减小.当选择造孔剂体积分数30%、压制压力150 MPa、烧结温度800℃的工艺参数下,制备出孔隙率32.2%、最大孔径4.6μm、透气系数9.27 m~3/(h·k Pa·m~2)、压缩强度27.9 MPa的多孔青铜过滤片.     

多孔不锈钢材料的制备及孔隙控制

利用凝胶注模工艺结合微波烧结的方法制备孔隙可控的多孔不锈钢,实验研究了凝胶注模参数、微波烧结参数、粉末形状和粉末粒径等因素对孔隙结构的影响.研究表明:体积固相含量达56%,明胶和海藻酸钠含量分别为1%和0.8%,混合液p H值为7时,浆料流动性好,干燥后的坯体强度较高;烧结温度达1 200℃,保温时间为30 min,孔隙形貌较好;原料的粉末形状因子越大,粒径越小,则多孔不锈钢的孔径和孔隙率越小,分布越均匀;采用粒径35~60μm,形状因子0.85~1.0的粉末,制备出的多孔不锈钢孔隙率为20%~35%、孔径为10~30μm,接近现有透气模具钢水平.通过选取不同粉末形状因子和粒径的粉末,以及合理的凝胶注模和微波烧结工艺参数,可以准确控制多孔不锈钢材料的孔隙率与平均孔径.     

多孔镍载体材料的制备

试验在常规粉末冶金方法基础上通过添加造孔剂的办法制备出高孔率(70%以上)、小孔径(最大冒泡孔径＜5 μ m)、高透过量,通孔率(通孔率可达97%以上)的多孔镍载体材料.主要进行了粉末粒度及形貌的分析选择研究,造孔剂的添加量与多孔镍载体性能关系的研究、烧结工艺对材料性能影响的研究.主要从孔率、最大冒泡孔径、透气系数、通孔率等方面着手,研究了造孔剂加入量及烧结工艺对该性能的影响,同时对不同条件下样品的性能进行了测试.     

连续梯度金属多孔材料的研究

梯度金属多孔材料是孔径或孔隙率沿厚度方向变化的一类金属多孔材料,也叫非对称金属多孔材料或微孔金属膜,由孔径较大的支撑体和孔径较小的精度控制层组成。支撑体主要起骨架增强作用,精度控制层主要拦截颗粒。采用离心沉积的方法,在模具腔内壁形成梯度粉末层坯料,取出坯料进行干燥、烧结后获得连续梯度金属多孔材料。过滤试验表明,在相同精度等级下,该梯度多孔材料的透过性能是常规相同孔径金属多孔材料的10倍以上,是突变孔径梯度金属多孔材料的3倍以上。羰基铁高压分解气过滤应用表明,连续梯度金属多孔材料具有精度高、处理量大等特点。与常规金属多孔材料相比,在羰基铁高压分解气过滤等方面具有明显优势,气固分离精度可达0.35μm,运行压差小于20 k Pa。     

FeAl金属间化合物多孔材料的制备

以Fe、Al粉末为原料,用反应合成工艺制备FeAl金屑间化合物多孔材料,表征了孔结构.结果表明,在FeAl金属间化合物多孔材料的制备过程中烧结坯发生明显的体积膨胀;在1000℃以下,随着烧结温度的升高FeAl烧结坯的孔隙度和最大孔径增大;经1000℃烧结后FeAl多孔材料的孔隙度为35.3%,最大孔径为2.0 μm;造孔机理是Kirkendall效应造孔、反应造孔以及粉末颗粒间隙孔的演变.     

FeAl(Si)多孔材料的制备及高温力学性能

研究以Fe、Al、Si元素粉末为原料,采用粉末冶金法,通过偏扩散/反应烧结制备FeAl(Si)多孔材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、多孔性能测试和高温拉伸实验等分析测试手段,研究FeAl(Si)多孔材料在烧结过程中的孔结构演变、显微组织形貌和高温力学性能。结果表明,在烧结过程中,随温度升高,孔隙数量增多,孔径增大,经1 120℃保温2 h后得到了具有孔结构丰富,孔隙均匀分布,单一FeAl(Si)相的多孔材料,该材料孔隙度为51.0%,最大孔径为27.3μm,透气度为373.7 m~3/(h·kPa·m~2)。随温度由室温升高,FeAl(Si)多孔材料的抗拉强度先升高后降低,500℃时,FeAl(Si)多孔材料表现出最大的抗拉强度15.24 MPa,温度进一步升高,抗拉强度急剧下降。低温下FeAl(Si)多孔材料表现为脆性断裂,高温下呈现出一定的塑性断裂特征。     

炭辅助的固态粒子烧结工艺制备多孔TiO2/不锈钢膜

提出了一种炭辅助的固态粒子烧结工艺, 可在大孔烧结金属载体表面直接制得无过渡层的多孔陶瓷膜。以纳米TiO₂为成膜粒子, 以大孔不锈钢滤管为载体, 以聚乙烯醇(PVA)为粘结剂, 采用浸渍提拉法在载体表面涂覆。考察了不同烧结气氛(氮气和空气)对陶瓷膜制备的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、热重分析和孔径测试对材料进行表征。实验发现, 试样在空气中烧结后膜层发生严重剥落, 而在氮气中烧结后膜层完整。这是由于PVA在氮气中高温碳化生成炭, 所形成的TiO₂和炭的混合结构削弱了因载体表面状况差和陶瓷—金属间热膨胀系数不匹配而引起的陶瓷层烧结应力。待陶瓷颗粒烧结后, 涂层中的炭经空气热处理脱除。所制备的多孔TiO₂/不锈钢膜的膜层厚度约10 μm, 平均孔径为0.21 μm, 室温下氮气通量为1.72 m³/(m²·h·kPa)。     

Influence of powder loading on densification and microstructure of injection molded Fe‐50Ni soft magnetic alloys

Metal injection molding (MIM) is a well‐known technique capable to produce micro size electromagnetic components with intricate shape features. Powder loading is a crucial parameter in the metal injection molding process which controls the densification and microstructure of the sintered parts. The lower powder loading leads to various defects and lower densification whereas higher loading results in failure of parts during injection molding. Therefore, it is important to engineer an appropriate powder loading to achieve defect‐free parts along with higher densification and improved microstructure. In this contest, three feedstocks of Fe‐50Ni alloys are prepared with powder loadings of 52 vol.%, 54 vol.% and 57 vol.% and injection molded. After debinding, the parts are sintered at 1325 °C for 2 h. The main objective of this study is to investigate the effect of powder loading on injection molding, densification, and microstructure. In addition, scanning electron microscopy and x‐ray diffraction analysis are performed during the study. The defect‐free green parts are produced successfully from the 52 % and 54 % loading. It has been found that the optimal powder loading of 54 % is the best from the perspective of enhanced densification and improved microstructure to assure the quality parts of Fe‐50Ni alloys via metal injection molding.     

MgO粉末粒度分布测定

为了寻找热电池电解质用材料氧化镁粉末粒度分析的最佳条件,获得比较准确的比表面积,对准确选择使用氧化镁提供实验依据,本文中采用沉降原理用CAPA-700型离心沉降粒度分析仪对不同的氧化镁粉末进行粒度分布测定,实验发现以甲醇为分散介质,库尔特IIA作表面活性剂,选用离心沉降方式,控制测量时间在6￣180s条件下,测得的结果与LS230激光粒度分析仪所测数据做对比,结果相对比较接近。     

氟橡胶包覆硝酸肼镍及其对雷管撞击感度的影响

利用水悬浮法将氟橡胶包覆在硝酸肼镍(NHN)表面制备出了NHN造型粉,并将其应用于基础雷管。通过DSC研究了NHN造型粉的热性能，测试了NHN造型粉的机械感度和火焰感度以及工业基础雷管的撞击感度和起爆能力。研究结果表明:氟橡胶包覆能够提高NHN的热稳定性，且热稳定性随着氟橡胶包覆量的增加而提高；NHN造型粉的机械感度均低于原料NHN，当氟橡胶包覆量（质量分数）为9%时，撞击感度下降幅度明显，可达142.9%；NHN造型粉用在基础雷管中做起爆药，可以降低基础雷管的撞击感度并保持其起爆能力。     

Recent Developments and Trends in Powder Injection Molding

Injection molding is a productive and widely used technology for shaping plastics. The use of this shaping technique to metal and ceramics powders is termed powder injection molding (PIM). This process combines a certain quantity of a polymer with a metallic or ceramic powder to form a feedstock that can be molded. After shaping, the polymeric binder is extracted and the powder is sintered. When proper powder size or/and its distribution are used, sintered densities of 95% or more, often to near-theoretical densities, are reached and the mechanical properties are, therefore, generally superior to those of traditional PM parts.     

废旧线路板粉料/玻璃纤维增强复合材料研制

以废旧线路板回收处理过程中得到的塑料粉料与玻璃纤维作为增强材料,采用模压成型的方法制备成不饱和聚酯复合材料。研究了模压工艺参数以及废弃物粉末填料配比等对复合材料力学性能的影响规律,并初步展望了废弃物复合材料的应用。结果表明,随着模压温度、压强、模压时间和填料含量的增加,复合材料的弯曲强度先升高后降低;在优化的模压工艺参数条件下,用废弃粉体与短切玻璃纤维作为组合增强体,制得的不饱和聚酯复合材料的力学性能远大于仅用废弃粉体作为增强体的力学性能,其弯曲强度和冲击强度可达150MPa、18kJ/m2。     

纯钨零件的粉末注射成形工艺研究

本文以高能球磨钨粉和高纯钨粉为原料,采用粉末注射成形技术成功制备出具有复杂形状的纯钨及添加稀土的钨零件。重点研究了注射成形工艺参数对其微观结构及其力学性能的影响规律。研究结果表明,以高能球磨后的钨粉和Y2O3为原料,采用注射成形工艺可制备出烧结密度为18．26g／cm^3,相对密度为94．61％的钨零件,较佳的工艺参数为：粉末装载量为52％,注射温度为165℃,注射压力为65MPa,烧结温度为2300℃。研究结果还表明：稀土元素氧化物的添加,可显著提高注射成形钨零件的烧结密度,明显细化烧结后样品的晶粒。这是由于稀土氧化物作为第二相粒子弥散分布于晶界处,阻碍了位错的运动和高温烧结时晶粒的长大。     

剑麻纤维增强酚醛模塑料的性能

采用剑麻纤维(SF)作增强填料,辅以其它助剂,与酚醛树脂(PF)混合、辊炼、粉碎制备酚醛模塑料。研究了SF表面处理方法、含量变化对酚醛模塑料性能的影响,对比了SF、玻璃纤维(GF)和普通木粉填料的增强效果。结果表明,SF对于模塑料的增强作用优于普通木粉填料,耐冲击性能则优于GF。SF含量对酚醛模塑料的力学性能、热性能和吸水性能影响较大。SEM观察结果表明,经碱热和偶联剂表面处理的SF与基体树脂的界面粘接作用得到了明显改善,酚醛模塑料具有较好的综合性能。     

汽车仪表板用聚氨酯搪塑粉料:组成、加工及流变性能

本工作研究了汽车仪表板用聚氨酯搪塑粉料的组成与其加工及流变性能的关系。利用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振波谱仪、示差扫描量热仪、扫描电镜能谱仪、X射线衍射仪、热重分析仪和激光共聚焦显微镜研究发现,商用聚氨酯搪塑粉料的主要成分为热塑性聚酯型聚氨酯,无机填料为二氧化硅、二氧化钛和高岭土等无机粒子。通过光学显微镜观察聚氨酯搪塑粉料的熔融合并过程,得到了搪塑加工过程中适宜的加工温度和塑化时间。利用流变仪的线性频率扫描实验方法研究发现,聚氨酯搪塑粉料的熔体在高频区(短时间尺度)表现为类液性(损耗模量大于储能模量),在低频区(长时间尺度)表现出类凝胶特性(储能模量与损耗模量接近,且低频区模量出现平台)。上述实验结果表明,聚氨酯搪塑粉料的组成导致其熔体具有特殊的流变性能,即搪塑粉料中的热塑性聚酯型聚氨酯赋予搪塑粉料熔体类液性,而搪塑粉料中的无机粒子与聚氨酯相互作用形成网络结构,导致其熔体在长时间尺度下具有类凝胶特性。同时,研究发现,在搪塑加工过程中(搪塑模具上下旋转),由于聚氨酯搪塑粉料的熔体在长时间尺度下的类凝胶行为,当搪塑粉料粘附在搪塑模具表面时,熔体只熔融合并而不滴落或流挂,从而得到厚度更均匀的汽车仪表板表皮。并且搪塑成型的表皮不同位置的花纹粗糙度一致性较好。     

Study of microcellular injection-molded polypropylene/waste ground rubber tire powder blend

Microcellular polypropylene/waste ground rubber tire powder blend processing was performed on an injection-molding machine with a chemical foaming agent. The molded samples produced based on the design of experiments (DOE) matrices were subjected to tensile testing and scanning electron microscope (SEM) analyses. Molding conditions and waste ground rubber tire (WGRT) powder have been found to have profound effects on the cell structures and mechanical properties of polypropylene (PP) and waste ground rubber tire powder composite samples. The result shows that microcellular PP/WGRT blend samples exhibit smaller cell size and higher cell density compare with polypropylene resin. Among the molding parameters studied, chemical foaming agent weight percentage has the most significant effect on cell size, cell density, and tensile strength. The results also suggest that tensile strength of microcellular PP/WGRT composites is sensitive to weight reduction, and skin thickness.     

卧式行星球磨机粉磨水泥熟料的试验研究

分析卧式行星球磨机的工作优点和粉磨机理;采用自行设计的多功能卧式行星球磨机装置,研究离心加速度、磨筒自传与公转转速比和粉磨时间对典型水泥熟料粉磨效果和成品粉体(粒度小于75μm)产率的影响。结果表明:离心加速度为14G时粉磨效果最好;磨筒自转与公转转速比是控制磨筒内离心区域与向心区域分界线的主要因素;在14G的离心加速度下,5 min内可使成品粉体产率达到65.23%。