放电等离子体烧结FePt 合金的微观结构和磁学性能

采用熔炼、机械破碎和放电等离子体烧结法制备了Fe50Pt50合金,研究了合金的微观结构和磁学性能。结果表明在烧结过程中合金中无序的面心立方相向有序的 L10有序相转变,Fe50Pt50合金的有序度和矫顽力随着放电等离子体烧结温度的升高而降低;在800℃烧结时,可获得的最大磁能积为50.81 kJ/m3。     

93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金放电等离子主烧结曲线的建立

将主烧结曲线(MSC)理论应用于93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金的放电等离子烧结(SPS).以加热速率100℃/min为临界点,建立了2个不同加热速率阶段合金的主烧结曲线.在2个不同加热速率阶段,93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金的放电等离子烧结MSC曲线均可有效预测合金烧结全过程的致密化行为,以及粉末压坯的收缩量和合金的最终烧结密度.计算了93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金放电等离子烧结过程中的致密化函数c,定量地证明了当加热速率大于100℃/min时,随着温度升高,合金的SPS致密化过程显著加快.此外,主烧结曲线理论计算得到的表观致密化激活能与采用Arrhenius公式计算所得到的致密化激活能基本一致.     

放电等离子烧结制造高耐蚀性钛合金

过去用熔炼法生产的高耐蚀性T卜Pd合金由于生产成本太高,妨碍了它的广泛应用。为此,日本东北学院大学利用粉末冶金放电等离子烧结技术（SPS）,开发成功比较廉价的高耐蚀性TIM（M-Ru,Rh,Pdlr,Pt）合金。该工艺是将粒径＜150。m的纯钛粉与一定量的纯Pt族金属粉末混合均匀后,装入石墨模具内加压后于氢气氛中通以数S的脉冲电压的高电流进行烧结。通电烧结后自然冷却,可获得性能无异于熔炼合金的高致密度（＞98m耐蚀钛合金。放电等离子烧结制造高耐蚀性钛合金     

放电等离子烧结制备超高强度块体Al90Mn9Ce1合金

采用放电等离子烧结（spark plasma sintering）法在低压和低温（50MPa和400-500℃）条件下快速烧结制备出了含准晶强化相的块体Al90Mn9Ce1合金，其致密度大于98％，抗压强度超过1000MPa．与普通高强度铝合金相比，其强度约提高1倍．结果表明，在放电等离子烧结过程中，采用大电流、短时、低温的烧结条件可使快冷雾化法制备的原始合金粉末中的准晶强化相及其它细小强化相得以保存，而局域强放电等离子体可以分解或破碎铝合金粉末表面的氧化膜，使合金粉末颗粒间的结合强度增加，制备出的块体铝合金具有高的致密度和超高强度．     

Fe60.5-xPt39.5Ndx(x≤1.5)合金相转变和居里温度研究

采用X射线衍射,差热分析和居里温度测量等方法研究Fe60.5-x Pt39.5Ndx合金的相转变、居里温度和有序度。结果表明：Nd的添加有利于稳定FCC相结构;随着Nd含量x的增加,Fe60.5-xPt39.5Ndx合金的有序度及有序FCT相的居里温度都逐渐减小     

放电等离子体烧结制备钨-钒-铬合金及性能表征

利用机械球磨、放电等离子体烧结法制备了质量分数(%,下同)为W-(10~30)V-(10~30)Cr的三元合金,对烧结后的合金进行了显微结构和室温力学性能研究。结果表明,采用放电等离子体烧结可以制得相对密度为99.7%的W-30V-20Cr合金,其实际密度比烧结纯钨降低了49.74%;显微结构分析表明V、Cr可以很好地合金化,形成塑性连续相,包裹在钨分散相的周围,很好地改善了钨合金的力学性能,W-30V-20Cr的抗弯强度为437.13 MPa,比烧结纯钨增加了25%,HV硬度为6154 MPa;W-30V-20Cr合金具有较高的断裂韧性值,为15.51 MPa·m1/2。     

Fe掺杂对质子交换膜燃料电池Pt/C催化剂性能的影响

用铁作掺杂元素,通过液相均相沉淀-气/固高温还原两段反应方法制备了碳载Pt-Fe合金催化剂,比较了3种不同Fe含量催化剂的电催化性能.采用X射线衍射和X光电子能谱技术研究了Fe掺杂对Pt/C催化剂晶体结构及表面元素存在形态的影响.结果显示:Pt-Fe/C催化剂比单一Pt/C催化剂有更小的晶格参数,其中Fe元素可能的存在形态应为与铂结合的合金态,但不排除表面存在部分氧化态.单电池放电稳定性实验表明:在200 mA·cm-2电流密度下放电时电池电压基本稳定,其中Pt与Fe摩尔比为1∶1时电极催化效果相应较好,但大电流密度放电时电池电压下降比单一Pt/C催化剂电极的快,这说明Fe的加入能提高催化剂的电催化性能,但阴极表面氧原子浓度较大时,Fe可能发生氧化而使得电极稳定性受到影响.     

放电等离子烧结温度对钨合金的组织及动态力学性能的影响

以纳米93W-4.9Ni-2.1Fe 合金粉末为原料,研究放电等离子烧结温度对钨合金组织和动态力学性能的影响。结果表明,采用放电等离子烧结方法可制备出组织均匀的细晶钨合金。当烧结温度在950~1400 ℃时,随着烧结温度的增加,钨颗粒平均尺寸由2 μm增大到10 μm,试样动态抗压强度随之降低;动态压缩过程中,烧结温度在1000~1200 ℃的试样塑性均较好,而当烧结温度超过1300 ℃时,试样的塑性很低,表现为明显的脆性状态     

Fe/Pt磁性薄膜的研究进展

Fe/Pt合金薄膜是重要的磁性材料。介绍了Fe／Pt合金的晶体结构以及磁控溅射法、真空电弧离子法、机械冷变形法和化学合成法4种主要制备Fe/Pt合金薄膜的方法，并对影响Fe／Pt合金薄膜磁性能的重要因素进行了评述，包括改变热处理工艺参数和添加掺杂元素。最后指出，Fe/Pt纳米结构材料具有良好的化学稳定性和较高的磁晶各向异性，因而在超高密度信息存储领域有着巨大的应用潜力。     

MA-SPS-HIP技术制备钒合金的工艺探索

探索了机械合金化-放电等离子体烧结-热等静压(MA-SPS-HIP)技术制备V-4Cr-4Ti-1.8YH2合金的工艺流程,并对其在1000~1200℃下真空退火后的性能进行了测试。XRD和SEM分析表明,球磨50 h以上基本上可以达到机械合金化的目的。材料的拉伸测试表明V-4Cr-4Ti-1.8YH2合金有良好的力学性能,并且在退火温度为1100℃真空退火后综合力学性能达到最佳。合金材料微观组织分析表明,V合金的晶粒尺寸大多在0.5μm以下,YH2在烧结过程中转变成了Y2O3,以小于50 nm的粒子弥散分布在基相之中。     

富钕相对烧结NdFeB磁体耐腐蚀性的影响

研究了Nd2Fe14B单晶、传统烧结NdFeB磁体和放电等离子烧结（简称SPS）NdFeB磁体在电解液溶液中的电化学特性。采用扫描电子显微镜和电子能谱分析了磁体的微观组织成分。结果表明在3．5％NaCI溶液的极化曲线中，Nd2Fe14B单晶具有最高的电化学腐蚀电位，放电等离子烧结NdFeB磁体的腐蚀电位高于传统烧结NdFeB磁体。与传统烧结NdFeB磁体相比，放电等离子烧结NdFeB磁体富Nd相具有独特的分布形态，主相Nd2Fe14B晶粒细小、均匀，富钕相在主相晶粒边界上分布较少，主要集中在三角晶界处。这种组织结构有效地抑制了磁体沿富钕相发生晶间腐蚀的过程，磁体因此具有良好的耐腐蚀性能。此外，从不同稀土含量的烧结NdFeB磁体的高压加速实验中可以看出磁体的腐蚀速度随稀土含量的增加而增大。以上结果表明富Nd相的化学特性及其分布状态和含量是决定合金耐蚀性能的关键，它在合金中以网络状分布在主相晶粒边界上，并决定了烧结NdFeB易于发生选择性晶间腐蚀，从而导致耐蚀性差。     

Skutterudite类化合物晶粒长大规律和放电等离子体烧结的研究

用熔融-退火-放电等离子体烧结法(SPS)制备了晶粒尺寸均匀致密度高的La0.75Fe3CoSb12热电合金.研究了退火时间和温度对skutterudite合金晶粒长大的影响,晶粒生长动力学指数n=2.7,表观生长激活能Q=381±30 kJ/mol.晶粒长大主要受扩散机制控制. SPS的致密度随烧结时间的延长和温度的升高而增加, SPS后微观组织的观察表明,通过控制退火温度可有效地控制合金最终的晶粒尺寸.     

超细晶Al-7Si-0.3Mg合金粉末冶金制备及组织性能研究

通过高能球磨结合放电等离子体烧结和热挤压工艺制备出超细晶Al-7Si-0.3Mg合金,采用X射线衍射分析、金相观察、扫描电镜和透射电镜等研究了球磨粉末热机械固结过程中微观组织的变化。对试样进行了拉伸力学性能测试。对超细晶Al-7Si-0.3Mg合金致密化机制和强化机理进行了分析。结果表明:在Al-7Si-0.3Mg合金粉末热机械固结过程中发生Al(Si,Mg)基体晶粒生长、动态再结晶、硅颗粒粗化以及GP区的析出。放电等离子体烧结样品固结质量较差,断裂强度为120 MPa;经进一步热挤压后,样品的固结质量显著提高,材料的屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率分别为269、327 MPa和7.4%。     

SPS烧结WC-5%Co纳米复合粉硬质合金

采用喷雾干燥、流态化床化学转化法生产的WC-5%Co纳米复合粉为原料,研究了放电等离子体烧结(SPS)对超细硬质合金显微结构和性能的影响,同时对SPS烧结、低压烧结、真空烧结等三种工艺进行了比较。结果表明:采用SPS烧结可以在较低的温度下实现超细硬质合金的固相烧结,使合金快速致密化,当1170℃保温6min、压力为50MPa时合金可以获得最好的力学性能;其显微硬度HV30、抗弯强度、断裂韧性分别为1870、3230MPa、10.96MPa/m1/2。低压烧结可促进颗粒在液相中重排,硬质合金压坯经8MPa、1410℃、保温45min烧结,也可以获得比较好的力学性能;而传统真空烧结,合金孔隙度比较高,晶粒不均匀,性能较差。     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xPtx)1.95合金的结构与磁致伸缩特性研究

利用XRD、SEM和电阻应变片等方法研究了Tb0.3Dy0.7(Fe1-xPtx)1.95(x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08)合金的微结构和磁致伸缩特性.结果表明:当Pt含量x≤0.06时,合金为具有立方MgCu2型结构的Laves单相,Pt置换Fe导致合金相的晶格常数α线性增大;磁致伸缩系数λ随Pt含量的增加不断减小,随外磁场(H≤500mT)的增大而单调增大;当合金在950℃退火4 h,可获得较好的磁伸缩性能.在x=0.08时,合金中出现微量第二相Fe3Dy,证实Pt在Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金中的最大固溶度小于5at%.     

硼含量对有序态(Fe,Co)3V合金环境氢脆的影响

通过在真空和氢气环境下的拉伸实验,研究了硼含量对有序态(Fe,Co)_3V合金力学性能和环境氢脆的影响。结果表明,当在有序态(Fe,Co)_3V合金中添加0.02%B(质量分数)时,相对于无硼合金,合金的晶粒尺寸减小了27.5%,合金在真空和氢气中的抗拉强度和延伸率均达到最大值;而当硼含量继续增加时,合金的晶粒尺寸、合金在真空和氢气中的力学性能均保持不变。无硼有序态(Fe,Co)_3V合金在氢气中呈现严重的环境氢脆,当在合金中添加0.02%B后,合金氢脆因子降低了34.4%,合金的断口形貌由完全沿晶断口转变为穿晶和沿晶的混合断口;当合金中的硼含量继续增加时,合金的氢脆因子不再降低,恒定在50%左右,即硼原子只能部分抑制有序态(Fe,Co)_3V合金在氢气中的环境氢脆。     

放电等离子体烧结技术制备过共晶Al-Si-Fe粉末冶金合金的显微组织和压缩变形行为

Al-Si-Fe基铝合金材料由于具有高耐磨性、低密度以及低热膨胀性能,因而主要用于汽车发动机部件。利用气体雾化粉末,采用放电等离子体烧结技术制备Al-17Si-5Fe-2Cu-1Mg-1Ni-1Zr合金。所制备材料的晶粒尺寸为530nm,并且观察到细等轴晶粒和均匀分布的析出物。研究了放电等离子体烧结技术制备的材料在不同温度和应变速率下的压缩变形行为。结果表明,所有的真应力一真应变曲线在达到峰值应力后呈稳态流动趋势,随着测试温度的升高和应变速率的降低,峰值应力呈下降趋势。在变形样品中,观察到了等轴晶粒和等轴晶粒中的位错结构。这些现象说明,合金在高温变形过程中发生了动态再结晶。     

真空烧结和氢致相变烧结制备Ti-xFe合金的组织演变过程和性能研究

以HDH-Ti粉和羰基Fe粉为原料,经冷等静压成形后,分别采用真空烧结和氢致相变烧结(HSPT)制备Ti-xFe合金(x=1%、5%、10%和15wt%),对比研究了两种烧结工艺中合金的密度、物相、组织演变过程和显微硬度等性能。结果表明：HSPT合金含有较多的孔隙,密度明显低于真空烧结合金的密度。两种方法制得合金中的β相含量均随Fe含量的增加而增加,且在HSPT制备的Ti-15Fe合金出现了TiFe中间相。HSPT合金制备过程中,H对Fe元素的扩散产生了显著的抑制作用。当Fe≥5%时,脱氢后在合金的β相内部析出短棒状或针状的次生α相,使得β相组织细小。当Fe≥10%时,Fe出现了明显的富集。同时H元素导致β相向粗大化的方向发展,而且随Fe含量的增加,β相粗化越明显。HSPT合金的显微硬度高于真空烧结合金,尤其是α相的显微硬度随Fe含量的增加而线性增大。     

Tb0．3Dy0．7（Fe1-x）1．95合金的结构与磁致伸缩特性研究

利用XRD、SEM和电阻应变片等方法研究了Tb0．3Dy07（Fe1-xPtx）1.95（x=0．00,0．02,0．04,0．06,0．08）合金的微结构和磁致伸缩特性。结果表明：当Pt含量x≤0．06时,合金为具有立方MgCu2型结构的Laves单相,Pt置换Fe导致合金相的晶格常数α线性增大;磁致伸缩系数A随Pt含量的增加不断减小,随外磁场（H≤500mT）的增大而单调增大;当合金在950℃退火4h,可获得较好的磁伸缩性能。在x=0．08时,合金中出现微量第二相Fe3Dy,证实Pt在Tb0．3Dy0.7Fe1.95合金中的最大固溶度小于5at％。     

W-Ni-Fe合金的放电等离子烧结致密化与微观组织演变(英文)

采用放电等离子烧结(SPS)技术固结成形W-5.6Ni-1.4Fe(质量分数,%)混合粉末,研究不同加热速率对烧结致密化行为和微观组织演变规律的影响。结果表明,W-5.6Ni-1.4Fe合金的SPS致密化过程可以划分为三个阶段。初始不收缩阶段,快速加热导致粉末颗粒接触区产生瞬间放电,并在颗粒表面产生局部高温,强化后续烧结致密化;致密化过程主要发生在中期固相烧结阶段,缓慢加热有助于扩散更加充分;在后期瞬时液相烧结阶段,钨晶粒球化并迅速长大,且快速加热可获得更为细小的晶粒。