真空烧结Fe-Al多孔材料的元素挥发及其对孔结构的影响

以Fe、Al元素混合粉末为原料,采用粉末冶金法,通过偏扩散/反应合成—烧结,制备Fe-Al金属间化合物多孔材料。根据烧结前后多孔试样的质量变化,并结合XRD、SEM、EDS等测试手段,对烧结过程中多孔试样基础元素挥发行为及孔结构变化进行研究。结果表明,真空烧结元素粉末制备Fe-Al多孔材料过程中,最终烧结温度为1 000℃、保温4 h时,Fe-Al多孔试样质量损失率为0.05%,而最终烧结温度为1300℃时质量损失率达到10.53%;随着最终烧结温度升高,合金元素沿孔壁表面挥发程度增大,导致Fe-Al多孔试样的孔径、开孔隙率和透气度变大。采用MIEDEMA模型和LANGMUIR方程,对真空烧结过程中的质量损失原因进行理论分析,表明Al的挥发是导致多孔试样的质量和孔结构变化的主要原因。     

FeAl多孔膜材料的制备及高温抗氧化性能

以大通量、大孔径的FeAl金属间化合物多孔材料作支撑体,在其上制备1层小孔径的同质FeAl多孔膜,得到均质FeAl金属间化合物多孔膜材料。采用SEM和孔结构测试,研究膜层厚度对FeAl多孔膜材料最终孔结构参数的影响,并对FeAl膜材料的高温抗氧化性能进行研究。结果表明:所制FeAl多孔膜材料表面平整,无裂纹等缺陷;随膜层厚度的增加,FeAl多孔膜材料的最大孔径、透气度均降低,相对于支撑体,膜厚为120μm时的最大孔径从11.7μm减小至9.3μm,透气度减小幅度为45.2%。FeAl多孔膜材料具有优异的高温抗氧化性能,经550℃循环氧化40 h后,膜厚分别为120、180和260μm的试样的质量变化率仅分别为1.87%、1.25%和0.25%。     

FeAl金属间化合物多孔材料高温硫化性能及应用

以Fe/Al元素混合粉末为原料,通过反应合成制备Fe-40%Al(原子分数)金属间化合物多孔材料。于600℃在S2(1×104Pa)+N2的混合气氛中进行高温循环硫化实验,研究FeAl金属间化合物多孔材料的硫化性能以及材料孔结构的稳定性,并与预氧化多孔FeAl、多孔316L不锈钢和多孔Ni进行对比。结果表明,经过152h的循环硫化后,多孔FeAl质量增加1.1%,预氧化多孔FeAl质量增加0.003%,而多孔316L不锈钢和多孔Ni质量分别增加10.24%和52.2%。多孔FeAl材料的最大孔径则从开始的13.9μm缓慢减小至22h的12.9μm,随后保持长时间的稳定状态,而多孔Ni和多孔316L不锈钢的最大孔径分别经历22h和52h硫化腐蚀后降为0。由此说明Fe-40%Al多孔材料的高温抗硫化性能及孔径的稳定性远优于多孔Ni和多孔316L不锈钢。经过预氧化处理的FeAl多孔材料的高温抗硫化性能更加优异。含SO2高温烟气净化试验表明,FeAl滤芯过滤器除尘效率高,工作稳定。     

造孔剂(NH_4)_2CO_3含量对FeAl多孔材料性能的影响

以Fe、Al元素粉末为原料,通过添加造孔剂(NH4)2CO3,利用偏扩散/反应合成,制备具有可控孔结构特征、高孔隙率的FeAl多孔材料;采用XRD、SEM、OM及孔结构与力学性能检测等测试手段研究造孔剂(NH4)2CO3添加量对FeAl多孔材料的孔结构与力学性能的影响。结果表明,随造孔剂添加量增加,FeAl多孔材料的孔隙率升高,当造孔剂质量分数为15%时,孔隙率高达60%;力学性能随孔隙率增加而下降,抗弯强度与孔隙率呈指数递减关系;并得出了孔隙率与抗拉强度关系的定量方程σb=165(1-p)2.4。     

碳酸铵造孔制备Ni_3Al金属间化合物多孔材料

通过在Al粉和Ni粉中加入不同含量的(NH4)2CO3共同混合,进行模压成形和分段反应烧结法制备出大通量、性能优良的Ni3Al金属间化合物多孔材料,系统地研究(NH4)2CO3添加量对多孔Ni3Al的物相、孔隙形貌与尺寸、通量、膨胀性能、开孔隙度及力学性能的影响。采用阿基米德法、泡压法和万能试验机,分别研究多孔Ni3Al材料的开孔隙度、孔径、通量和抗拉强度等性能。研究结果表明:随(NH4)2CO3添加量增加,多孔Ni3Al材料的开孔隙度、平均孔径和通量增大,而力学性能降低,孔形貌向疏松且不规则结构发展。(NH4)2CO3的加入可有效地提高多孔Ni3Al的通量。     

Fe_3Al及不锈钢多孔材料在含H2S气氛中的腐蚀试验研究

随着洁净煤技术在中国的快速发展,高温H2S环境下的除尘技术及材料得到越来越高的重视。测试并分析了Fe3Al及不锈钢多孔材料在H2S环境下的腐蚀增重及孔隙渗透性的变化,并采用扫描电镜观察腐蚀后的微观形貌,从而评价材料的耐蚀性能。结果表明:经过1 500 h试验,Fe3Al多孔材料在2%H2S(体积分数)浓度下具有优良的耐蚀性能;不锈钢材料耐蚀性较差,其产生的腐蚀产物容易堵塞孔隙,导致孔径与渗透性的大幅度下降。能谱分析与X射线衍射结果表明,Fe3Al表面基本未形成含S的腐蚀产物,而316L不锈钢表面形成了以Fe S为主的含S腐蚀产物。     

粉末形状与松装密度对不锈钢烧结多孔材料制备工艺及其性能的影响

通过选用气雾化及水雾化两种工艺方法制备的不锈钢粉末来制取粉末烧结多孔材料。探讨了粉末形状及松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料制造工艺中的成形压力和烧结温度等工艺参数的影响;研究了原料粉末松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料的透气性、拉伸强度的影响。结果表明:成形压力、烧结温度和制品的透气性受粉末松装密度影响显著。粒度范围为0.18～0.90mm时,气雾化粉末的成形压力比水雾化粉末要高近1倍;当粉末的粒度相同时,采用松装密度大的球形粉末所需的烧结温度比松装密度小的不规则粉末的高60～70℃;粒度为0.45～0.60mm时,选用松装密度为4.13 g/cm3粉末所制备的多孔制品的透气性为3.16×10-10m2,而选用松装密度为2.67 g/cm3的粉末所制备的多孔制品的透气性仅为8.8×10-11m2。不锈钢多孔材料的强度受原料粉末的松装密度影响显著;粒度相同,制备工艺相同时,采用较低松装密度的粉末的制品,能够得到较高的强度。     

烧结温度对Cu-C-SnO2多孔材料组织与性能的影响

采用SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃助焊剂辅助常压烧结法制备了铜-石墨-氧化锡（Cu-C-SnO₂）复合多孔材料,对其显微组织和物理性能进行了测试,研究了烧结温度对Cu-C-SnO₂多孔材料组织和性能的影响。结果表明,复合多孔材料主要由金属Cu、石墨和氧化物陶瓷相构成;随着烧结温度升高,SnO₂逐渐减少,莫来石等矿化陶瓷相逐渐增多;当烧结温度从750℃升高到800℃时,Cu₂O增多,当烧结温度高于800℃时,Cu₂O随烧结温度的升高而减少;当烧结温度为950℃时,Cu相发生显著再结晶而晶粒粗大;材料的电阻率、渗油率和空气粘性渗透系数随烧结温度的变化呈现出相似的变化规律,都随烧结温度的增加而先减小后增大,在烧结温度850~900℃范围内达到最小值;烧结线收缩率和材料密度随烧结温度的变化呈现出相似的变化规律,都是随烧结温度的升高而增大,在烧结温度800℃附近存在一个临界值,在该临界值两侧,烧结线收缩率和材料密度随烧结温度变化的速率明显不同;在烧结温度800~850℃之间,材料里氏硬度存在一个突变点,在该突变点两侧,材料里氏硬度都随烧结温度的升高而升高。     

Fe基多孔材料瞬时液相烧结过程研究

采用定量DSC差热分析、扫描电镜分析、背散射元素分析以及XRD物相分析等方法对添加Ni-P共晶合金的Fe粉瞬时液相烧结过程进行了研究.研究发现,粉末颗粒粒度、烧结时间等参数对烧结过程有重要的影响.粉末粒度较小时,烧结升温过程中元素间的固相扩散比较明显,但粉末粒度对形成液相的总量影响较小.液相烧结时,固相Fe元素向液相中...     

烧结金属多孔材料孔隙的研究

本文主要研究了烧结金属多孔材料孔隙的产生原因、压制力对孔隙率的影响以及孔隙的连通性。实验中利用模压机制备了一批金属粉末松压试样,建立了分析孔隙产生原因的几何模型;烧结成形后通过金相分析了孔隙的特征,通过计算和实验检测分析了孔隙率的大小,通过测试透气性验证了孔隙的连通性。实验结果证实本实验所制备的多孔材料具有较高的孔隙率,且孔隙具有较好的连通性。     

烧结铁基材料中合金元素对耐磨性的影响

对部分常用烧结铁基材料的耐磨性进行了定性比较,为合理选用现有各种材料提供了参考。     

烧结温度对制备多孔TiB_2-TiC复相陶瓷性能的影响

为了获得孔隙度为(30±5)%TiB2-TiC复相陶瓷,采用反应烧结法,在不同温度下进行真空烧结制备出多孔TiB2-TiC复相陶瓷.主要研究了烧结温度对样品的密度、透气性和力学性能的影响,并对反应过程中样品的相组成进行了分析.试验结果表明:反应过程于1 000℃开始,于1 300℃结束;反应过程中存在TiB、Ti3B4中间相,反应完成后最终产物只有TiB2和TiC两相.随着烧结温度的升高,样品的密度和抗弯强度均是逐渐增大的,最大孔径和相对透气系数则是逐步降低的.于1 700℃烧结制备出的复相陶瓷的密度为3.2g/cm3、开孔隙度为29.5%、抗弯强度达到了120MPa,达到了预期目标.     

Ni-Al金属间化合物多孔材料的制备

以Ni、Al元素混合粉末为原料,用冷压成形和两阶段固态偏扩散反应烧结法制备Ni-Al金属间化合物多孔材料,系统地研究合金成分、Al粉粒度和烧结温度对孔结构的影响.研究结果表明:随着铝含量增加开孔隙率先缓慢增大而后迅速增大,最大孔径和透气度也随铝含量的增加而增大,开孔隙度则随温度升高增大到一定值后呈减小趋势;随着Al粉粒度增大,最大孔径和透气度都增加,透气度的增加趋势更为显著.     

浅谈Fe3Al多孔材料与不锈钢的焊接

文章使用真空焊接工艺,使用Cu-S-Ag混合粉末作为焊接材料,研究铁铝金属间化合物多孔材料和316L不锈钢的焊接性能.结果表明:真空钎焊后焊缝的最大抗拉强度可达86.2MPa,Fe3Al多孔材料和不锈钢的真空焊接机理是液相扩散焊接,母材和焊接材料通过元素的相互扩散和反应进入多孔材料与致密结合部分的界面及部分多孔材料孔道...     

烧结温度对多孔Ti-15Al合金微观结构与性能的影响

以金属Ti粉和Al粉为原料,采用粉末冶金法制备多孔Ti-15Al合金材料,并研究不同的烧结温度对其物相成分、微观孔隙结构、抗压性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：多孔Ti-15Al合金在高温烧结后,因金属Ti和Al之间发生偏扩散和固相反应而形成了α-Ti和Ti₃Al的平衡相,随着烧结温度的升高,合金中孔隙结构逐渐由长条状的贯通孔向近似球状的封闭孔转变,且孔隙率和平均孔径尺寸均呈先增大后减小的变化,在1 300℃烧结后的孔隙率和孔径尺寸最小,最小值分别为11.6%和13.8μm;因材料孔隙结构的转变,导致多孔Ti-15Al合金的抗压强度和耐腐蚀性能均随烧结温度的升高先增大后减小,烧结温度为1 300℃时的抗压强度和耐腐蚀性能最好,最大抗压强度为79 MPa,最小腐蚀电流密度为2.05×10^-7 A/cm²。     

外形尺寸对石英质多孔材料的性能影响研究

以长江沿岸低品位石英砂为主要原料,采用真空烧结制备石英质多孔材料,为新型保温材料的开发提供参考.通过实验分析,结果表明:石英质多孔材料气孔率随着烧结温度的升高而升高,随着保温时间的延长,多孔材料的气孔率降低,线收缩率小幅度上升时,抗压强度明显降低.以75％石英砂,20％高岭土,4％烧结助剂为配科比的配方,在l 100℃温度烧结1h,可以制备得到性能较佳的石英质多孔材料.其中φ80样品的气孔率为54.4％,线收缩率为10.7％,抗压强度为5.3 MPa.     

烧结气氛对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

本文分别在N2、H2和N2+H2:混合气三种气氛下,采用热压烧结法制备了合金强化铜基粉末冶金摩擦材料,并观察了微观形貌,测试了物理力学性能和摩擦磨损性能.结果表明:不同烧结气氛下制备的材料的显微组织相似,但抗压强度和摩擦磨损性能有显著区别:H2气氛烧结的材料挤压强度最低,摩擦系数随转速和制动压力的增加波动较大,且磨损严...     

烧结溶解法制备多孔铝材料的工艺特性研究

以纯Al粉、纯Mg粉和水溶性造孔剂为原料,利用烧结溶解法制备多孔铝材料,通过真空烧结和热压烧结两种方式,研究烧结工艺和Mg的添加对多孔铝烧结致密化及其孔结构的影响。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)等设备分析多孔铝的显微组织和相成分,利用万能力学试验机和显微硬度仪等仪器检测多孔铝的压缩强度和显微硬度。结果表明:升高烧结温度和延长烧结时间均有利于多孔铝骨架的致密;随烧结温度的升高,孔隙边缘由尖锐逐渐变得圆滑;Mg的添加可破除Al颗粒表面氧化膜,并生成MgAl_2O_4尖晶石,促进烧结致密化和孔结构收缩,进而提升多孔铝的力学性能。     

烧结过程中汞元素的热力学研究

采用Factsage7.0热力学软件研究了烧结过程中痕量元素汞的形态及迁移转化规律。研究表明,在低温区汞以二价形态存在,在高温区99%的汞以单质形态存在。氯是影响汞氧化的主要元素,在含有氯元素时,800K以下汞主要以氯化汞的形式存在,850K左右是单质汞和二价汞的竞争区间,当温度高于900K时大部分汞又以单质作为稳定的存在形式。硫和氧元素对汞的氧化能力比氯弱,改变三者的含量都会使二价汞存在的温度区间发生变化。     

MoS2对铁基摩擦材料烧结过程的影响

研究了MoS2对铁基粉末冶金摩擦材料烧结过程的影响.研究结果表明,作为润滑组元广泛应用于粉末冶金摩擦材料中的MoS2,在氢气保护下的加压烧结过程中发生分解反应,分解后的Mo和S与材料中其他组元相互作用,影响摩擦材料的性能.