放电等离子烧结温度对W-30Re合金组织性能的影响

利用放电等离子烧结技术制备W-30Re合金,研究烧结温度对合金致密度、显微硬度、显微组织和断裂方式的影响。结果表明,利用放电等离子烧结技术可以在较短时间内制备出晶粒细小,组织均匀的高密度W-30Re合金。随着烧结温度的升高,合金的致密度与硬度不断增大,合金中粘结相的数量不断增加;合金的断裂方式由沿晶断裂转变为以沿晶断裂为主,以粘结相的延性撕裂为辅的断裂方式。     

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     

放电等离子烧结合成晶化相增强的块状Ti66Nb18Cu6.4Ni6.1Al3.5细晶复合材料

基于改进的非晶形成合金体系,选取Ti66Nb18Cu6.4Ni6.1Al3.5合金为研究对象,通过放电等离子烧结机械合金化制备的非晶合金粉末,结合非晶晶化法,合成以高Nb含量的晶化β-Ti(Nb)延性相为基体的块状细晶复合材料.利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和万能材料试验机等手段对合成的非晶合金粉末和细晶复合材料进行表征分析.结果表明球磨60h后,初始混合粉末绝大部分转变成了非晶相,其玻璃转变温度、晶化温度、晶化峰值温度和熔化温度分别为750K、830K、847K和1422K,表明Nb含量的增加显著提高合金体系的热稳定性.另外,合成的块状钛基细晶复合材料的显微结构为β-Ti延性相包围(Cu,Ni)-Ti2相,其相区尺寸均大于1μm.当升温速率为167K/min、烧结温度为1373K时,合成的复合材料密度、屈服强度、断裂强度和断裂应变分别为5.64g/cm3、1705.8MPa、2126.4MPa和5.4%.     

预处理工艺对放电等离子烧结超细晶WC-Co硬质合金组织和性能的影响

采用不同粒度的WC粉与超细Co粉混合得到初始粉末,利用直接放电等离子烧结(SPS)技术和一种包括真空预处理和SPS烧结的新制备方法,研制超细晶WC-Co硬质合金块体.结果表明,两种不同粒度匹配的混合粉末经真空预处理后SPS烧结得到的试样较直接SPS烧结试样的硬度稍有降低,但断裂韧性得到提高,尤其是抗拉强度得到显著提高.对试样显微组织和性能分析表明,混合粉末的真空预处理工艺对SPS烧结WC-Co硬质合金具有重要作用:去除混合粉末吸附气体,消除Co池,同时保证WC晶粒不发生明显长大.     

放电等离子烧结超细晶ODS镍基合金的高温氧化行为研究

通过机械合金化 (MA) 和放电等离子烧结 (SPS) 制备了 Cr₂O₃颗粒强化的超细晶结构镍基高温合金(ODS 合金)。对比研究了不添加氧化物颗粒合金 (Base 合金) 和 ODS 合金样品的微观结构和高温氧化行为。结果表明,在1200 ℃烧结过程中,Cr₂O₃完全转变为Al₂O₃。由于SPS快速烧结及弥散分布的原位Al₂O₃颗粒钉扎,抑制了晶粒长大,ODS合金具有十分细小的晶粒结构,其平均晶粒尺寸为0.98 μm;Base合金平均晶粒尺寸稍大,为1.54 μm。ODS合金在900 ℃下具有较好的抗氧化性能和较低的氧化速率,得益于其表面迅速生成了连续致密的内层α-Al₂O₃膜,能有效地阻止Ti和Cr向外扩散,表面生成少量保护性较差的TiO₂和NiCr₂O₄。而Base 合金表面则生成了以 Al     

烧结温度对放电等离子烧结Nb/Nb5Si3复合材料显微结构的影响

采用放电等离子烧结技术,分别在1500、1600、1680℃下对Nb-20Si试样进行烧结,研究了烧结温度对Nb/Nb<,5>Si<,3>复合材料显微结构的影响.结果表明,烧结温度高于1500℃时,烧结试样由Nb和Nb<,5>Si<,3>两相组成;随烧结温度的升高,烧结试样中Nb颗粒尺寸减小,试样致密度逐渐增大;烧结温度为1680℃时,显微组织中出现大量Nb+Nb<,5>Si<,3>共晶组织.     

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。     

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。     

放电等离子烧结制备超细晶粒W-TiC复合材料

采用机械合金化和放电等离子烧结(SPS)技术制备了纳米TiC颗粒弥散增强超细晶W-TiC复合材料,对超细晶W-TiC复合材料的显微组织和室温力学性能进行了研究。研究表明,采用SPS工艺于1700℃下烧结1min可获得烧结颗粒结合良好,致密度高达约98.6%的超细晶W-TiC复合材料。通过添加纳米TiC,不仅能抑制W晶粒的长大,还能促进W的致密化。当TiC的加入量为0.7%时(质量分数,下同)可获得晶粒尺寸为0.5μm,抗弯强度和维氏硬度分别为1262MPa,6.45GPa的超细晶W-TiC复合材料。     

放电等离子烧结压力对超细WC-Co硬质合金性能的影响

通过分析放电等离子烧结致密化过程,确定了致密化温度;研究了SPS烧结过程中压力对WC-Co硬质合金致密化、显微组织及性能的影响。结果表明,放电等离子烧结粉末在1 130℃时,达到最大收缩率;烧结压力的增加,样品的致密度、硬度增加;断裂韧性的变化集中在11.5~12.1 MPa.m1/2之间,和硬度的变化呈现相反的趋势;烧结压力相对较小时,样品WC晶粒较粗大且不均匀;在40 MPa和55 MPa时,晶粒相对较小且分布均匀。要得到高性能、高致密度的样品,合理的烧结温度在1 200℃以上,烧结压力为40 MPa。     

机械合金化对W-20Cu复合材料的显微组织与性能的影响

采用机械合金化结合粉末冶金技术制备W-20Cu（vo1％）复合材料。利用扫描电镜和金相显微镜对不同球磨时间的W-20Cu复合材料显微组织进行表征，并对材料的各项物理性能进行测试。结果表明，随着球磨时间的延长，W-20Cu烧结体的组织越来越均匀，Cu相分布也越来越均匀。W-20Cu烧结体密度、收缩率、硬度、抗弯强度随球磨时间的延长而增大；球磨20h的W-20Cu复合粉烧结体热导率达到峰值（130．61Wm^-1K^-1），继续球磨，热导率减小。综合考虑所有研究结果，通过机械合金化所制备的W-Cu复合粉体可以获得具有优异综合物理性能的W-20Cu复合材料。     

放电等离子烧结温度对W-30Re合金组织性能的影响

采用直流电弧等离子体法制备了纯Mg和Mg-Nd超细粉末.用XRD、TEM、ICP、PCT、TG/DSC等测试手段研究了粉体的相组成、形貌、颗粒大小、成分和吸放氢性能等.TEM结果表明,Mg-Nd粉的颗粒形状大多为六边形,颗粒大小在50～700 nm之间.成分分析显示Mg-Nd粉末中Nd质量分数仅为0.89％.根据Van't Hoff方程,由PCT曲线吸氢平台压计算出Mg-Nd粉的氢化反应焓为-65.3 kJ/mol,低于纯Mg粉末的-78.6 kJ/mol,证明Nd的加入改善了镁氢化反应的热力学性能;DSC结果显示,Mg-Nd氢化物粉体的放氢峰值温度比纯MgH2低;另外,Mg-Nd氢化物的放氢吸热峰比MgH2的更尖锐,放氢区间更窄,表明Mg-Nd的氢化反应动力学性能得到了改善.     

铁镍钴基高温合金雾化粉末烧结特性及显微组织

采用雾化法制备了Fe_(18)Ni_(23)Co_(25)Cr_(21)Mo_8WNb_3C_2高温合金粉末,并对其物相、显微形貌和热稳定性进行了表征。在此基础上,将雾化粉末进行真空热压烧结和二次烧结,获得了奥氏体为基体、M_6C碳化物作为主要强化相的铁镍钴基高温合金。结果表明,真空热压烧结后,组织分布较均匀,抗拉强度较高,但是延伸率较低。对热压烧结块材进行二次烧结,有利于合金块材的基体和强化相组织分布更加均匀,在抗拉强度略有降低基础上较大幅度提高烧结块材延伸率。     

深过冷Fe76B12Si12超细晶材料的凝固组织与软磁性能

首次采用深过冷加水淬的方法,成功地制备了直径为16 mm的样品,高为15 mm,组织中颗粒平均尺寸约为120nm左右的Fe76B12Si12合金超细晶材料.其磁损耗P1T400和P1T1000分别为普通硅钢片的40%和65%.系统研究了组织类型及Fe2B(Si)相尺度对该合金软磁性能的影响,发现该合金的最佳软磁性能位于Fe2B(Si)相完全粒化的非规则共晶组织区,并且当Fe2B(Si)相尺寸细化至0.36～0.50μm时,其软磁性能随着相尺寸的减小而大幅度改善.对以上结果产生的原因进行了讨论.     

熔炼温度对TiC/ZA70复合材料显微组织和力学性能的影响

采用原位合成法将Al-Ti-C粉末预制块加入到ZA70熔体中,成功制备了TiC颗粒增强ZA70铝基复合材料,研究表明：在900 ℃熔炼温度下,复合材料中有长条状中间相Al3Ti相存在,而在1 300 ℃熔炼温度下,复合材料中只有TiC颗粒形成;TiC颗粒的加入提高了复合材料的室温和高温强度,但伸长率略有下降,但Al3Ti相存在会削弱TiC颗粒的强化效果.     

Characterizations on Mechanical Properties and In Vitro Bioactivity of Biomedical Ti–Nb–Zr–CPP Composites Fabricated by Spark Plasma Sintering

To alleviate the bio-inert of Ti alloys as hard tissue implants, Ti–35Nb–7Zr–xCPP(calcium pyrophosphate,x = 5, 10, 15, 20 wt%) composites were prepared by mechanical alloying(MA) and following spark plasma sintering(SPS). Mechanical behaviours and in vitro bioactivity of these composites were investigated systematically. Results showed that the composites consisted of β-Ti matrix, α-Ti, and metal–ceramic phases such as CaO, CaTiO_3, CaZrO_3, and Ti_xP_y. With increasing CPP content, the composites had higher strength(over 1500 MPa) and higher elastic modulus, but suffered almost zero plastic deformation together with lower relative density. When the CPP contents were 5 and 10 wt%,the compressive elastic moduli were 44 and 48 GPa, respectively, which were close to those of natural bones. However, the compressive elastic modulus of the composites increased significantly when CPP contents exceed 10 wt%, thus deteriorating the mechanical compatibility of the composites owing to more α-Ti and metal–ceramic phases. Besides, the surface of Ti–35Nb–7Zr–10CPP composite was deposited as a homogeneous apatite layer during soaking in simulated body fluid(SBF). It indicates a good bioactivity between the implant materials and living bones.     

粉末搭配对钨烧结坯密度及微观组织的影响

选用平均粒度为０．８～３．０μｍ的４种不同粒度钨粉进行粉末搭配研究。结果表明：当两种粉末性能相差较大时，即使其平均粒度很细，搭配粉末烧结坯［质量］密度也低，且微观组织极不均匀；当两种粉末性能相近时，搭配粉末烧结［质量］密度较高，且微观组织均匀。并用搭配粉末烧结模型对该现象进行了阐释。     

球磨与烧结对Al2Ti3V2ZrB/2024Al复合材料组织与硬度的影响

利用粉末冶金方法制备了Al2Ti3V2ZrB/2024Al复合材料,研究了球磨工艺和烧结温度对复合材料微观组织和硬度的影响。结果表明,球磨时过高的球磨速度或过长的球磨时间均会造成Al2Ti3V2ZrB颗粒的团聚,影响复合材料的组织均匀性。在球磨速度为150r/min下球磨5h,Al2Ti3V2ZrB颗粒在2024Al基体中的分布最均匀,复合材料的硬度最高。当烧结温度低于510℃时,Al2Ti3V2ZrB颗粒在2024Al基体中分布比较均匀,复合材料密度和硬度随烧结温度升高逐渐增加;超过510℃后Al2Ti3V2ZrB颗粒开始团聚,复合材料密度和硬度下降,在510℃制备的复合材料具有最高的硬度。     

热压烧结温度对铝基复合材料显微结构和性能的影响

采用热压烧结和热挤压工艺成功制备出SiC颗粒增强铝基复合材料,探究了烧结温度和热挤压工艺对复合材料显微结构、抗拉强度以及断裂方式的影响。结果表明,随着烧结温度增加,铝基复合材料密度和抗拉强度逐渐增大。热挤压工艺可以极大地提高铝基复合材料的致密性和力学性能,烧结温度为600℃时挤压态铝基复合材料密度为2.85 g/cm3,抗拉强度为223.7 MPa。