放电等离子烧结制备SiC/Ti_3SiC_2复合材料

以钛粉、硅粉和石墨粉为原料,采用放电等离子烧结制备l了含20%(摩尔分数,下同)siC的SiC/Ti_3SiC_2复合材料,并研究了烧结助剂Al对该复合材料的性能影响.利用X射线衍射分析样晶相组成.运用扫描电镜分析材料的最微组织和断口形貌,并对试样的密度、硬度和抗弯强度进行了测定.结果表明,按Ti_3Si_(1.2)C_(2-)20%SIC和(Ti_3Si_(1.2)C_2-20%SIC)+2wt%Al进行成分配比,可制得纯度较高的Ti_3SiC_2-20%SiC复合材料,两者都含有少量未反应完全的石墨.未加Al的样品还含有微量的TiSi_2杂质;添加铝对样品的密度并没有明显影响,但对显微硬度有较大影响.含铝样品的显微硬度明显低于不含铝的样品;含铝和不含铝试样的三点抗弯强度分别为221.0、231.7 MPa.     

后热处理工艺对放电等离子烧结制备NdFeB磁体的影响

放电等离子烧结(SPS)技术是制备NdFeB合金材料的一种新型工艺方法。本文研究了后热处理工艺对放电等离子烧结制备NdFeB磁体磁性能的影响，同时考察了后热处理工艺对SPS NdFeB磁体微观组织结构和尺寸精度的影响。在适当的后热处理工艺条件下，得到了细晶高性能NdFeB磁体。结果表明可以通过后热处理进一步改善SPS烧结磁体的磁性能，论证了采用SPS技术制备近净成形的细晶高性能NdFeB磁体是完全可行的。     

热处理温度对机械合金化合成Ti3AlC2粉体纯度的影响

采用放电等离子烧结(SPS)系统对含有TiC等杂质相的机械合金化(MA)合成的Ti3AlC2粉体进行热处理,研究了热处理温度对粉体中Tti3AlC2纯度的影响.结果表明:SPS无压加热处理可以显著提高机械合金化合成粉体中Ti3AlC2的含量.经SPS热处理的粉体中Ti2AlC2的含量在600～1000℃范围内随热处理温度的提高而增加,温度不高于900℃时处理后的粉体还基本保持粉体特征.当温度为1000℃时,得到产物中Ti3AlC2纯度可达到93%.通过对点阵常数测定可知随着热处理温度的提高Ti3AlC2点阵常数逐渐接近理论值.     

放电等离子烧结技术进展

放电等离子烧结(SPS)是具有升温速度快、烧结时间短、所制得的材料致密度高、外加压力和烧结气氛可控等特点的一种材料制备的新技术。综述了SPS技术在国内外的发展状况,介绍SPS技术的基本原理与装置,探讨了SPS技术在贵金属领域的应用和存在的问题。     

放电等离子烧结制备高性能NdFeB永磁材料

采用放电等离子烧结技术制备高性能新型NdFeB永磁材料,研究烧结工艺和热处理工艺对磁体组织性能的影响。采用扫描电子显微镜观察磁体的微观组织,利用B-H回线仪检测磁体的磁性能。结果表明:较高的烧结温度有利于磁体的致密化,但过高的温度则阻碍液相在主相晶界的浸润,从而降低磁体的致密度。在优化工艺条件下制备出具有独特的微观组织且最佳性能为Br=1.351 T,Hci=674.4 kA/m,BHm=360.4 kJ/m3的新型SPS NdFeB磁体。     

烧结温度对放电等离子烧结原位MoSi_2显微结构的影响

以Mo-Si为反应体系,采用放电等离子烧结技术(SPS)直接合成致密的MoSi2块体材料。着重研究了烧结温度对SPS合成MoSi2显微组织及致密性的影响。结果表明,SPS合成材料由MoSi2和分布于晶界上的Mo5Si3和少量的SiO2组成。随着烧结温度的升高,试样液相烧结的程度增大,合成材料致密性提高,但Mo5Si3含量明显增加。加入过量的Si和控制温度,有利于消除Mo5Si3。     

纳米Cu粉末的放电等离子烧结

利用放电等离子烧结装置考察了纳米铜粉坯体的升温过程,研究了烧结速度和烧结温度对烧结等效电阻、烧结体相对密度及晶粒尺寸的影响。结果表明：在烧结过程中存在着最佳的烧结速度,当烧结速度为150℃／min时,样品致密度达到峰值88％左右,晶粒的平均尺寸接近200nm,且烧结的等效电阻随升温速度的增加而降低;纳米Cu粉末在250℃时开始烧结成块,随烧结温度提高,烧结致密度不断提高,电阻降低;但是当升温速度过快,烧结温度过高时,出现反致密化现象。     

纳米ZrB2粉体放电等离子烧结制备ZrB2基超高温陶瓷的系统研究

本文采用纳米ZrB2粉体系统研究了ZrB2基超高温陶瓷的放电等离子烧结行为。由于采用纳米粉体,单相ZrB2在1550℃的低温下即发生快速的致密化烧结。ZrB2-SiC陶瓷经1800℃放电等离子烧结后可实现完全致密化,并且材料的弯曲强度高达1078±162 MPa。在1700℃采用放电等离子烧结成功制备了ZrB2-SiC-Cf复合材料,材料断口表现出明显的纤维拔出现象,导致其具有高的断裂韧性值(6.04 MPa·m1/2)和非脆性断裂的模式。同时,ZrB2-SiC-Cf复合材料具有很高的临界热冲击温差（627℃）,表明该材料具有优异的抗热冲击性能。     

W与Ti3SiC2陶瓷的放电等离子烧结连接

本研究成功地以放电等离子烧结方法将W和Ti3SiC2块体连接,得到界面结合良好、组织均匀、晶粒细小、没有明显缺陷的界面组织,通过生成以WC和W2C为主的过渡层,连接界面形成了冶金结合,为陶瓷与金属材料的连接提供了一条新途径.     

放电等离子烧结BN/AlN复合材料

采用先进的放电等离子烧结工艺,制备出了BN含量从0～30ω/%变化的BN/AlN复合材料,并对该复合材料的力学性能及其显微结构进行了研究.结果表明,采用这种烧结工艺,复合材料的性能要比传统的无压烧结及热压烧结工艺后的性能更为优异.当添加4ω/%Y2O3和2ω/%CaF2后,复合材料在1650℃,25 MPa的压力下仅保温4 min就已经完全致密化,其弹性模量和最高抗弯强度分别为184.6 GPa和394.8 MPa.而且,由于BN的加入,该复合材料的可加工性得到了大大改善.当BN含量为15ω/%时,其硬度仅为4.98 GPa.     

Ti/Ti_3SiC_2复合材料的界面结构

研究了Ti_3SiC_2和Ti在1573K、20MPa压力下的相互联接及界面结构。结果表明在该温度下二者之间可以相互联接并形成反应层,反应层的主要成分是Ti_5Si_3和TiC_x,各层之间有明显的界面存在,在界面两端硅含量的变化十分明显。     

Ti_3SiC_2弥散强化Cu:一种新的弥散强化铜合金

选用具有高导电、高导热性能的新型陶瓷Ti3SiC2做为弥散强化相,通过与Cu粉末高能球磨混合后,热压成一种新型弥散强化Cu材料机械性能测试表明,随着Ti3SiC2体积分数的提高,弥散强化,Cu的屈服强度和维氏硬度线性上升分析表明Ti3SiC2相的晶粒细化和位错塞积是主要强化机制,当颗粒粗化和团聚后Ti3SiC2的强化效果将明显减弱     

导电陶瓷颗粒Ti_3SiC_2含量对碳纤维-铜-石墨复合材料性能的影响

采用超声波化学镀覆技术和电镀技术分别对导电陶瓷Ti_3SiC_2颗粒表面和碳纤维表面进行镀铜处理。用粉末冶金法制备了两组成分相同的Ti_3SiC_2-碳纤维-铜-石墨复合材料,其中一组加入的是镀铜Ti_3SiC_2(A组),另一组加入的是不镀铜Ti_3SiC_2(B组),对它们的密度、电阻率、硬度和抗弯强度进行了测试。结果表明:随Ti_3SiC_2含量的增加两组复合材料的密度、导电性、硬度和抗弯强度明显提高,并且加镀铜Ti_3SiC_2的碳纤维-铜-石墨复合材料的性能指标明显优于加不镀铜Ti_3SiC_2的碳纤维-铜-石墨复合材料。     

Ti_3Si_(0.6)Al_(0.6)C_(1.98)陶瓷的制备与性能研究

采用原位热压工艺制备了高纯Ti_3Si_0.6Al_0.6C_1.98陶瓷,并测试了性能.以单质的Ti、Si、Al和石墨粉为原料,摩尔比Ti:Si:Al:C=3:0.6:0.6:1.98,在1500 ℃,30 MPa压力下保温1 h,高纯Ar气保护,制备试样的主要物相为Ti_3Si_0.6Al_0.6C_1.98.制备的Ti_3Si_0.6Al_0.6C_1.98陶瓷的密度为(4.43±0.23) g/cm~3,电阻率为(0.31±0.01)μΩ·m,抗弯强度为(245.46±22.04) MPa,维氏硬度为(2.91±0.32) GPa, 断裂韧性为(5.63±0.39) MPa·m~(1/2).Ti_3Si_0.6Al_0.6C_1.98陶瓷中晶粒以板状晶为主,晶粒层状结构明显,断口形貌显示主要为穿晶断裂,晶粒的分层断裂、微裂纹的偏转桥接及滑移使材料具有独特的压痕特征.     

不同SPS烧结温度Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金的显微组织及力学性能(英文)

采用高能球磨和放电等离子烧结(SPS)技术,制备成分为Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)的TiAl合金块体,随后对TiAl合金进行热处理。研究在不同SPS烧结温度下制备的TiAl合金经过热处理后的显微组织和力学性能。结果表明:高能球磨后的合金粉末形状不规则,粉末颗粒尺寸大约为几十微米。XRD分析表明,机械球磨后的粉末由TiAl和Ti3Al两相组成;烧结后的Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金块体主要是TiAl相,以及少量的Ti3Al和TiB2相。当烧结温度为900°C和1000°C时,合金的显微组织为双相结构,并伴随有一些细小的等轴γ晶粒和细小的针状TiB2相。当烧结温度从900°C上升到1000°C时,Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金的显微硬度变化不大,抗压强度从1812MPa提高到2275MPa,压缩率从22.66%增加到25.59%,合金的断裂方式为穿晶断裂。     

用SPS技术制备La-g-i储氢合金的工艺探究

采用放电等离子烧结技术（SPS）制备La-Mg-Ni储氢合金，以La0.7Mg0．3Ni2.5Co0.5合金为例，探究最佳的工艺制度。结果表明：当烧结温度为800℃时，合金为多相结构，包括（La，Mg）Ni3相、（La，Mg）2Ni7相、Mg2Ni相和微量的Co2Mg相；在该温度下，合金的最大放电容量达到最大值359mAh／g，同时表现出最好的放电平台特性。     

单质导电材料SPS过程中颈部形成机理

研究了单质导电材料在放电等离子烧结(SPS)过程中颈部形成的机理。以纯铜粉末为例,研究不同烧结阶段的显微组织特征,并建立描述颈部形成机理的两颗粒模型,计算从颗粒几何中心到两颗粒接触点的温度分布。结果表明,颗粒内的温度分布极不均匀,颈部区域的温度可以达到材料的熔点甚至沸点。因此,SPS过程中颈部形成的根本原因是瞬时局部高温造成颗粒接触部位的熔化甚至汽化,形成粘结。     

Synthesis of Ti3SiC2 by spark plasma sintering(SPS)of elemental powders

Ti3SiC2 materials have been fabricated by spark plasma sintering of the elemental powders with the addition of Al.At the heating rate of 80℃/min and under the pressure of 30MPa,the ideal synthesis temperature of Ti3SiC2 is in the range of 1150-1250℃.The addition of Al is in favor of the formation of Ti3SiC2.The synthesized compound has the molecular of Ti3Si0.8Al0.2C2 and lattice parameters of α=0.3069nm,c=1.7670nm.Its grain is plane-shape with a size of about 50μm in the elongated dimension.The prepared material has Vickers hardness of 3.5-5.5GPa(at 1N and 15s) and is as readily machinable as graphite‘s.