放电等离子烧结技术制备熔融石英陶瓷

以熔融石英陶瓷粉体为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了熔融石英陶瓷材料。文章讨论了SPS方法制备熔融石英陶瓷材料的烧结行为和烧结机理,计算了熔融石英陶瓷的析晶温度并与实际测试结果进行了比较。结果表明:利用SPS方法,在短时间内其析晶温度在1150℃以上,且烧结温度为1150℃时,材料的致密度达到了99.7%,熔融石英的烧结是表层熔融烧结机制,烧结过程中压力对致密度的提高贡献很大。     

放电等离子烧结（SPS）技术烧结致密AlN陶瓷

利用放电等离子烧结技术烧结氮化铝,不加任何添加剂,在1800℃的烧结温度、25MPa的压力下,仅保温4min,就可达到99％的理论密度,SEM表明试样内部晶粒细小,结构均匀。实验表明,SPS技术可实现快速烧结。     

国内放电等离子烧结技术的研究进展及展望

放电等离子烧结(SPS)技术是一种快速、低温、节能和环保的材料制备新技术。文章简要介绍SPS的基本概念、发展概况、烧结机理和特点,较详细叙述利用SPS工艺在研究开发功能梯度材料、特种陶瓷、电磁材料、硬质合金和纳米材料等方面的最新进展。展望了SPS技术的发展前景。     

放电等离子（SPS）快速烧结TiB2陶瓷

利用放电等离子烧结技术制备纯TiB2陶瓷,烧结温度1600℃,压力30MPa,真空烧结,保温1—3分钟,即可获得相对密度达99％以上的致密烧结体。扫描电镜分析表明：烧结体晶粒细小,结构均匀;材料的晶粒随烧结温度的提高而长大;但烧结体的硬度分布不均匀。     

放电等离子烧结制备Ti/Al2O3复合材料

Ti基金属复合材料是一种新型高温结构材料.本文利用放电等离子烧结技术,在温度1250℃、压力30MPa、真空度6Pa,保温时间10min条件下,制备了相对致密度较高的Ti/Al2O3复合材料.借助XRD,SEM,EDS等测试手段对该复合材料的物相组成、界面反应、微观结构以及致密度进行了观察与分析.结果表明:利用SPS技术制备Ti/Al2O3的复合材料,晶粒细小且分布均匀,结构致密、2相之间结合状态良好,相对致密度随材料中陶瓷相含量的增多而有所降低.Ti,Al2O32相之间无明显界面化学反应发生.     

放电等离子烧结AlN陶瓷

研究了放电等离子烧结氮化铝陶瓷的过程。通过对比掺与不掺烧结助剂的氮化铝陶瓷的两种烧结过程，指出了烧结助剂在放电等离子烧结氮化铝陶瓷过程中的作用。利用放电等离子烧结技术烧结氮化铝，在加Y2O3-Li2O-CaF2作为烧结助剂，1700℃的烧结温度，25MPa的压力下，仅保温5min，得到相对密度为97．3％的AlN陶瓷。SEM表明试样内部晶粒细小，结构均匀。实验表明：放电等离子烧结技术可实现快速烧结。     

TiB2陶瓷的放电等离子烧结

利用放电等离子烧结技术制备TiB2陶瓷。分析了烧结温度、保温时间和升温速率对烧结体致密度及显微结构的影响。实验结果表明：随着烧结温度的提高，烧结体的致密度及晶粒大小均增加。延长保温时间，样品的晶粒有明显长大。提高升温速率，有利于抑制晶粒生长，但样品的致密度降低。在TiB2的烧结过程中，存在颗粒间的放电。在烧结温度为1500℃，压力为30MPa，升温速率为100℃／min，真空中由SPS烧结制备的TiB2陶瓷相对密度可达98％。     

放电等离子烧结技术制备透明AlN陶瓷

采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)技术,以CaF2为烧结助剂,在1850℃烧结15min,成功制备了透明AlN陶瓷。随着CaF2含量的增加,样品的密实度和透过率都随之提高。在CaF2含量为2．5％(质量分数)的AlN陶瓷样品的透光率最高(56．3％)。继续提高CaF2含量,样品密实度和透过率反而有所下降。SPS制备的纯AlN陶瓷样品中出现了颜色不均匀现象。与传统烧结方法比较,SPS制备的样品具有很高的致密度、纯度和良好的晶体结构。CaF2的加入降低了烧结温度,烧结时间短,提高了AlN陶瓷的透过率。是制备透明AlN陶瓷的有效烧结助剂。     

放电等离子烧结氮化铝透明陶瓷

利用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)技术开展对氮化铝透明陶瓷的研究.分析了原料粉的特性,烧结工艺对烧结体的影响以及所制备的氮化铝透明陶瓷的显微结构.     

放电等离子烧结氮化铝透明陶瓷的研究

采用放电等离子烧结(spark plasma sintering，SPS)技术烧结氮化铝，在不加任何添加剂的条件下，1800℃，4～20min烧结制备了透明的氮化铝陶瓷。XRD，SEM，EPMA和TEM等测试结果表明，制备出的氮化铝陶瓷纯度较高、晶粒细小、结构均匀，具有良好的透光性能。充分说明SPS技术可应用于透明陶瓷的制备。与此同时，测试结果显示，AlN陶瓷中还含有少量的缺陷，包括位错、层错、气孔、第二相包裹体，这些缺陷无疑会对陶瓷的透光性能产生一定的影响。     

硅化镁热电材料的放电等离子反应烧结

硅化镁(Mg2Si)是一种窄带隙n-型半导体,具有高的电导率和低的热导率且无毒无污染、耐腐蚀,是很有潜力的环境友好型中温域热电材料.实验用高纯镁(Mg)粉和硅(Si)粉,系统研究了放电等离子烧结制备Mg2Si热电材料的工艺过程.测试了样品的密度.用X射线衍射、场发射扫描电镜表征了样品的相组成和显微结构.结果表明:Mg,Si完全固相反应的温度为823K,适度过量的Mg含量对纯相Mg2Si的获得非常重要.823K,250MPa,30min条件下制各样品的相对密度达到97%,但样品表面容易产生裂纹.经823K,6MPa,10min完全反应的Mg2Si在1 023 K,20 MPa,10 min条件下进行二次烧结,获得了结构均匀、相对密度为98T的Mg2Si块体热电材料.     

放电等离子烧结钛/氧化铝的界面反应

研究了用放电等离子烧结的Ti/Al2O3在1 200℃和30MPa条件下界面反应特性,用X射线衍射和电子探针微区分析了界面反应类型.结果表明:Ti/Al2O3界面反应为反应扩散型,即氧化铝首先发生分解,分解出的Al原子扩散进入Ti中,扩散距离约为62 μm,界面处Al原子的摩尔分数x高达42.49%,Ti与Al在界面区发生反应,在贫Al区生成Ti3Al相,贫Ti区生成TiAl相等界面产物,O原子固溶于Ti中.     

预压应力对放电等离子烧结技术制备透明氧化铝陶瓷透明度的影响

采用放电等离子烧结技术,在没有任何烧结助剂的条件下,于1350℃烧结5min制备细晶透明氧化铝陶瓷。系统研究预压应力对样品微结构和透光性能的影响。在低的预压应力(10MPa)和快速升温(100℃/min)条件下,制备高直线透过率(640nm时为56%,2000nm时为84%)的透明氧化铝陶瓷,增加预压应力导致样品的直线透过率降低。     

放电等离子烧结工艺合成Ti3SiC2的研究

以元素单质粉为原料，当原料配比为n(Ti):n(Si):n(Al):n(C)=3:(1.2-x):x:2，其中：x=0.05-0.2时，在1200－1250℃温度下经放电等离子烧结成功制备了高纯、致密Ti3SiC2固溶体材料。原料中掺加适量Al能改善Ti3SiC2的合成反应并提高制备材料的纯度。当x=0.2时，所合成的固溶体形貌为板状结晶，分子式近似为Ti3Si0.8Al0.2C2，晶格参数a=0.3069nm,c=1.767nm。在1250℃温度下烧结，得到平均厚度达5μm，发育完善均匀的致密多晶体材料。材料Vickers硬度为3.5-5.5GPa，具有与石墨相似的加工性能。     

放电等离子烧结超快速合成MgAlON尖晶石的研究

本文以MgO、AlN及Al2O3为原料，研究了采用放电等离子烧结技术合成MgAlON尖晶石的机理。并成功地实现了MgAlON陶瓷的超快速制备。研究结果表明，MgAlON的合成机理为：在1200℃以前，MgO和Al2O，首先反应形成尖晶石，该尖晶石是一中间体。随着烧结温度的升高(1300℃以上)，AlN开始向中间体中固溶形成MgAlON。研究表明，采用放电等离子烧结技术，在1600℃保温5min及在1700℃保温1min的条件下即可获得致密的单相MgAlON陶瓷。     

放电等离子烧结制备Ti2AlC材料的研究

Ti2AlC是一种具有优异综合性能的三元层状化合物。以元素粉Ti粉、Al粉、活性炭为原料，采用放电等离子烧结(spark plasma sintering，SPS)工艺制备出接近理论密度的单相Ti2AlC块状材料。XRD和SEM分析结果表明：当Al含量为1．1mol和1．2mol，烧结温度在1100℃时，材料由单相Ti2AlC组成，Ti2AlC晶体发育完好，晶粒细小。研究表明：采用SPS工艺能够以比热压及热等静压低200～500℃的温度合成高纯Ti2AlC致密材料。