不锈钢纤维增强的不锈钢多孔材料的制备和力学性能

研究了烧结温度和时间对不同量不锈钢纤维增强的不锈钢多孔材料性能的影响。实验结果表明：提高烧结温度、延长烧结时间以及增加不锈钢纤维的含量均能使该材料的力学性能得以改善;开口孔隙度及渗透系数随纤维含量的增加而降低。     

沟槽烧结纤维复合毛细芯多孔材料的拉伸性能研究（英文）

通过烧结铜纤维和微沟槽铜板制造得到了一种具有高孔隙率的新型沟槽烧结纤维复合毛细芯多孔材料。通过对沟槽烧结纤维复合毛细芯多孔材料进行拉伸性能测试,研究了纤维参数和烧结参数对拉伸性能的影响。通过大量的拉伸实验数据得到了沟槽烧结纤维复合毛细芯多孔材料的典型的应力应变图。对于在相同的烧结参数下制造得到的相同质量的沟槽烧结纤维复合毛细芯多孔材料,其抗拉强度随着孔隙率和直径的增加而减少。测试结果表明:当烧结温度低于1083℃时,抗拉强度随着烧结温度和烧结时间的增加而增加。     

不锈钢纤维多孔材料的阻尼减振性能

以不锈钢纤维毡为原料,制备具有不同孔隙结构的多孔材料。对不锈钢纤维多孔材料的阻尼性能进行测试,分析孔结构参数与阻尼系数的影响规律。结果表明:孔隙度越低,丝径越细,材料的阻尼减振性能越好;延长烧结工艺中的保温时间,可以提高材料的阻尼性能。烧结结点数量对阻尼性能的影响不大。     

沟槽烧结纤维复合毛细芯多孔材料的拉伸性能研究

通过烧结铜纤维和微沟槽铜板制造得到了一种具有高孔隙率的新型沟槽烧结纤维复合毛细芯多孔材料。通过对沟槽烧结纤维复合毛细芯多孔材料进行拉伸性能测试,研究了纤维参数和烧结参数对拉伸性能的影响。通过大量的拉伸实验数据得到了沟槽烧结纤维复合毛细芯多孔材料的典型的应力应变图。对于在相同的烧结参数下制造得到的相同质量的沟槽烧结纤维复合毛细芯多孔材料,其抗拉强度随着孔隙率和直径的增加而减少。     

不锈钢纤维烧结多孔材料孔结构分形分析

借助分形几何理论研究了不锈钢纤维烧结多孔材料孔结构的分形特征.通过对不锈钢纤维烧结多孔材料的扫描图像进行数字化处理,并利用盒维法计算分形维数,研究了盒维法计算分形维数的影响因素.确定出分形维数与多孔材料孔隙度之间的定量关系,同时说明了分形维数的物理意义.     

316L不锈钢纤维毡的微波烧结研究

烧结不锈钢纤维多孔材料是一种结构功能一体化材料,在冲击能量吸收和过滤分离等领域有广泛应用。本文利用微波加热法制备了316L不锈钢纤维多孔材料,研究了微波烧结工艺对材料微观结构和力学性能的影响。研究表明微波烧结工艺明显降低了材料的烧结温度,缩短了烧结时间,由此抑制了纤维杆上晶粒的生长,材料的力学性能也得到了提升。微波电磁场在金属纤维间引发的微电弧可能起到了加快烧结进程的作用。     

多孔NiAl金属间化合物的造孔机理

以Ni、Al元素粉末为原料,采用反应烧结工艺制备多孔NiAl金属间化合物材料,表征各烧结温度所对应的孔结构,研究NiAl烧结体的造孔机理。结果表明:在多孔NiAl金属间化合物材料的制备过程中,当温度在1 100℃以下,随着烧结温度的升高,NiAl烧结体中的孔隙度和最大孔径呈现增大的趋势;经1 100℃烧结之后,多孔NiAl的孔隙度为53%,最大孔径为55μm;造孔机理为Al熔点附近的Ni、Al之间的剧烈扩散造孔形成大量的开孔隙度,以及高温烧结阶段的Ni与中间相的扩散形成的多孔NiAl材料骨架中的孔洞。     

微波烧结316L不锈钢纤维毡研究（英文）

烧结不锈钢纤维多孔材料是一种结构功能一体化材料,在冲击能量吸收和过滤分离等领域有广泛应用。利用微波加热法制备了316L不锈钢纤维多孔材料,利用μ-CT,SEM等研究了微波烧结工艺对材料微观结构和力学性能的影响。结果表明微波烧结工艺明显降低了材料的烧结温度,缩短了烧结时间,由此抑制了纤维杆上晶粒的生长,材料的力学性能也得到了提升。微波电磁场在金属纤维间引发的微电弧可起到加快烧结进程的作用。     

工艺因素对医用钛纤维多孔材料性能的影响

本文重点研究了纤维缠绕角、烧结制度、纤维直径对制品的最大孔径和机械性能的影响以及纤维层厚度对纤维层中的最大孔径的影响。研究结果表明:影响纤维层与致密芯杆交界面结合强度的最主要因素是烧结制度和缠绕角,即结合强度随烧结温度的提高,保温时间的延长以及缠绕角的增加而增加;缠绕角和纤维直径是控制纤维层最大孔径的关键因素,即缠绕角越小,纤维越粗,则孔径越大;钛纤维多孔棒的抗弯强度和抗拉强度主要取决于致密芯杆的强度。     

TiAl多孔材料的研制

采用元素混合法以及反应烧结法制备了TiAl多孔材料,研究了粉末粒度、Ti:Al的原子比、压制压力、烧结温度等对TiAl多孔材料的孔隙性能的影响。结果表明,随着原料Al粉的粒度逐渐增大,TiAl多孔材料的dmax和膨胀率增大,但其孔隙度和Kgas则是在Al粉粒度大于14.6μm时才随之增大。随着粗Al粉含量的降低,TiAl多孔材料的孔隙度和Kgas呈逐渐下降的趋势,dmax变化不大;而细Al粉制得的TiAl多孔材料的孔隙度和Kgas是先升到一定值后才下降。随着压制压力的增大,dmax逐渐降低,孔隙度和K气也相应减小。当烧结温度低于800℃时,TiAl多孔材料的Kgas随着烧结温度的升高而提高;当烧结温度高于800℃后,TiAl多孔材料的Kgas随着烧结温度的升高而下降。     

粉末特性对多孔不锈钢制备工艺和结构的影响

以凝胶注模工艺为基础,结合微波烧结技术,制备了形状和孔隙可控的多孔不锈钢材料。采用扫描电子显微镜、密度仪、抗弯实验等手段研究了粉末粒径、粉末形状、固相含量等特性对多孔不锈钢制备工艺和孔隙形貌、孔隙率的影响。结果表明:粉末粒径越小,形状因子越大,胶体固相含量越高,制备得到的多孔不锈钢的孔隙率越高;粉末形状因子越小,多孔不锈钢的孔隙越不均匀;固相含量越高,虽然坯体强度有所提高,但凝胶体系的粘度也越大,流动性较差,适合不锈钢粉末凝胶注模的最佳固相含量在58%左右。通过控制颗粒直径、颗粒形状、固相含量及采用颗粒级配的方法,可实现对凝胶注模制备多孔不锈钢的孔隙结构和孔隙率的有效控制。     

微米孔径多孔铝的制备及性能

为获得高强度的微米孔径多孔铝,通过真空压力烧结溶解工艺制备微米孔径多孔铝,对制备过程、微米孔径多孔铝的强度及渗透性能进行研究。结果表明:真空环境下的压力烧结可明显促进铝粉烧结,提高微米孔径多孔铝的抗弯强度;在压制压力500 MPa、烧结温度650℃、烧结时间2 h以及烧结压力150~200 MPa条件下可获得孔隙率44%~61%、平均孔径55~230μm的多孔铝;随着孔隙率和平均孔径的提高,微米孔径多孔铝的相对渗透系数增大;与尺寸相同、孔结构相似的多孔不锈钢相比,微米孔径多孔铝具有较好的渗透性能和较高的耐压破坏比强度。     

超薄金属纤维复合膜材料的低频吸声性能

本文针对限域空间（≤5mm）噪声防护对超薄吸声结构的重大需求,以不锈钢纤维毡为原料,利用低温烧结技术制备了由不锈钢纤维多孔材料和金属薄膜组成的复合膜材料。利用B&K声学测试平台对复合膜材料进行频率范围在50~1000Hz之间吸声系数的测试,分析了结构参数对复合膜材料吸声性能的影响规律。结果表明,通过分别研究金属纤维多孔材料的孔结构（孔径、丝径、烧结结点）及金属薄膜的层数对复合膜材料吸声性能的影响规律,发现在频率为50~1000Hz的范围内,超薄复合膜材料的最优结构为金属纤维多孔材料按照细丝径、小孔面向声源,粗丝径、大孔在后的顺序排列,材料内部复合铜箔可有效提高材料在低频处的吸声性能。     

高强度多孔氮化硅陶瓷的制备及性能研究

以氮化硅为原料,以叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模成型工艺和无压烧结工艺,制备出具有高强度和高气孔率的多孔氮化硅陶瓷。在浆料中初始固相含量固定为10vol%的基础上,研究烧结温度和保温时间对多孔氮化硅陶瓷材料的气孔率、孔径尺寸分布、物相组成及显微结构的影响,分析抗弯强度与结构之间的关系。结果表明,通过改变烧结温度和保温时间,可制备气孔率63.3%~68.1%的多孔氮化硅陶瓷;气孔尺寸呈单峰分布,平均孔径为0.97~1.42μm;抗弯强度随烧结温度提高或保温时间延长单调增大,在1750℃保温1.5h下达到最大值(74.2±8.8)MPa。     

不锈钢纤维多孔材料的吸声性能

采用不锈钢纤维为原料制备不同孔隙性能的纤维多孔材料，采用驻波管法检测该纤维多孔材料的空气声吸收系数，研究材料的孔隙度、纤维直径以及材料厚度等参数对吸声性能的影响，同时研究在材料背后设置空气层以及空气层厚度对材料吸声性能的影响关系。结果表明：实验采用的不锈钢纤维多孔材料具有较好的吸声性能，材料的孔隙度越高、厚度越大、纤维越细，材料的吸声性能越好，在材料背后设置空气层可显著改善其低频吸声性能，材料背后的空气层厚度越大，材料的低频吸声性能越好。     

不锈钢纤维烧结毡在微生物燃料电池阳极中的研究进展

详细介绍了不锈钢纤维烧结毡在微生物燃料电池阳极中的应用现状及前景.不锈钢纤维烧结毡是采用微米级的不锈钢纤维经无纺铺制、叠配、真空烧结而成.它是由不同丝径的纤维形成的一种三维金属多孔材料,具有机械强度高、渗透性能好、导电性好、吸附能力强、耐腐蚀、耐高温、易加工等优点,在高效微生物燃料电池阳极材料方面呈现出了巨大的应用价值...     

Processing and mechanical properties of porous 316L stainless steel for biomedical applications

Highly porous 316L stainless steel parts were produced by using a powder metallurgy process, which includes the selective laser sintering（SLS） and traditional sintering. Porous 316L stainless steel suitable for medical applications was successfully fabricated in the porosity range of 40%-50% （volume fraction） by controlling the SLS parameters and sintering behaviour. The porosity of the sintered compacts was investigated as a function of the SLS parameters and the furnace cycle. Compressive stress and elastic modulus of the 316L stainless steel material were determined. The compressive strength was found to be ranging from 21 to 32 MPa and corresponding elastic modulus ranging from 26 to 43 GPa. The present parts are promising for biomedical applications since the optimal porosity of implant materials for ingrowths of new-bone tissues is in the range of 20%-59% （volume fraction） and mechanical properties are matching with human bone.     

Effect of Pre-annealing on Sintering of Stainless Steel Fiber Felt

Stainless steel fiber felt is a class of unique porous metal materials. This study investigates the effect of pre-annealing on the sintering of stainless steel fiber felt through quantitative characterization of sintered joints based on synchrotron radiation experiments. The sintered joint size was found to follow a marked normal distribution in fiber felt samples sintered with and without pre-annealing. However, pre-annealing prior to sintering led to a significant reduction in the total number of sintered joints as well as a reduction in the percentage of large sintered joints. Consequently, fiber felt samples sintered with pre-annealing achieved less than half the tensile strength of those sintered without pre-annealing. Delamination through fracture of sintered joints was pronounced in fiber felt samples sintered with pre-annealing, while failure occurred mainly through fracture of individual fibers in those sintered without pre-annealing. It was concluded that sintering without pre-annealing is necessary for the fabrication of high-strength fiber felt products and the reasons are briefly discussed.     

Fabrication of Entangled Tough Titanium Wires Materials and Influence on Three-Dimensional Structure and Properties

Pure titanium (Ti) TA1 fibers/wires with 0.08 and 0.15 mm diameters were processed by a novel method that combined press forming, vacuum sintering (≥10^?2 Pa), and heat treatment to fabricate entangled Ti wire materials (ETWMs). The ETWMs exhibited a total porosity ranging from 44.2 ± 0.1 to 81.2 ± 0.1% and an open porosity ranging from 43.5 ± 0.1 to 80.9 ± 0.1%. The processing parameters of fiber diameter, formation pressure, sintering temperature, and sintering time were applied to examine porous ETWM morphology, porosity, pore size, and mechanical properties. The importance of primary factors controlling porous structure and porosity in ETWMs were found to be fiber/wire diameter > formation pressure > sintering temperature > sintering time. Furthermore, Ti fiber diameter was shown to directly impact pore size. High formation pressure resulted in a fine, uniform porous structure with low porosity. Sintering at high temperature for long-time periods promoted sintering point formation, resulting in neck coarsening. This effect contributed to the characteristic mechanical properties observed in these ETWMs. If the sintering effect is considered in isolation, ETWMs fabricated with 0.08 mm diameter Ti fibers/wires and sintered at 1300 °C for 90 min achieved smaller, more uniform porous structures that further exhibited improved connections among fibers/wires and excellent mechanical properties.     

高强度碳化硅泡沫陶瓷的制备及其抗压强度研究

选用Al2O3、Y2O3作为烧结助剂,通过有机模板复制法及多次浸渍涂覆工艺制备出高强度碳化硅泡沫陶瓷材料。系统地研究了原料组成、烧结温度等工艺参数对制得的碳化硅泡沫陶瓷物相组成、宏观结构、微观结构的影响,同时对陶瓷的气孔率、力学性能等进行了测试。结果表明:通过选取不同PPI值的有机泡沫模板,泡沫陶瓷宏观孔径可控;随着涂覆次数的增加,陶瓷体孔径减小、孔棱直径增加;随着烧结温度的提高,孔棱致密度增加,抗压强度显著提高;在1700℃下获得了20PPI值,气孔率为77%,抗压强度达2.48MPa的碳化硅泡沫陶瓷。