丝网印刷和烧结工艺对陶瓷基复合材料微带天线膜层结构与性能的影响

目的 研究丝网印刷工艺参数(印刷压力、离网间距和印刷速度)和烧结制度(烧结温度和保温时间)对陶瓷基复合材料微带天线基板表面丝网印刷银膜层结构与性能的影响.方法 在石英纤维增强二氧化硅基复合材料表面,通过丝网印刷工艺,在指定温度下烧结制备银膜层.采用金相显微镜、扫描电镜、四探针测试仪和焊接法等测试手段,研究银膜层的微观形...     

烧结工艺对SiC_P/Al复合材料性能的影响

通过机械球磨法制备了SiCP/Al复合材料,采用粒径分析研究了复合粉末的粒度变化以及最优化的球磨时间。对复合粉末进行压片烧结处理,研究了烧结温度和保温时间对复合材料物相、形貌与性能的影响。结果表明:该复合材料的性能受烧结温度与保温时间的影响显著,烧结温度过高或保温时间过长会使材料过烧,晶粒发生异常长大,使该复合材料的硬度、电阻率和气孔率降低;烧结工艺为550℃×2 h时,该复合材料的硬度、电阻率和气孔率最佳。     

放电等离子烧结制备Ti/TiC/C层状复合材料的研究

以Ti和C片状材料为原料,利用放电等离子烧结(SPS)技术制备了具有层状结构特征的Ti/TiC/C复合材料,研究反应界面的性质和状况,讨论了烧结温度对界面反应层的影响。结果表明:采用放电等离子烧结技术可制备出Ti/C叠层复合材料;材料的界面反应程度与烧结温度有关。随着烧结温度的升高,反应层的厚度增大,烧结温度达到1500℃时界面反应程度较好,反应层的厚度达到32.6μm;进一步提高烧结温度,将会使Ti发生熔化,无法得到Ti/C叠层复合材料。     

烧结工艺对纳米WC/MgO复合材料性能的影响

利用高能球磨法和放电等离子烧结技术制备了纳米WC/MgO复合材料,研究了烧结温度和烧结压力对WC-8wt%MgO复合材料密度、硬度和断裂韧性的影响.结果表明,烧结温度过低,试样的致密度差;烧结温度过高,晶粒快速长大,使得复合材料性能降低;烧结压力越大,复合材料的致密度越高,硬度和断裂韧性越好.最佳烧结工艺是烧结温度1650℃,烧结压力70 MPa,获得了该复合块体材料的最佳性能组合.     

热柱毛细芯中铜纤维和微沟槽黏附力的研究

通过多齿铣削和高温烧结制造了微沟槽烧结铜纤维板,通过超声波振动实验测试了烧结参数和铜纤维参数对复合毛细芯中铜纤维和微沟槽壁面黏附力的影响,结果表明:烧结时间、烧结温度、温度上升速率、烧结压力以及纤维参数对热柱复合毛细芯中的铜纤维和微沟槽壁面的黏附力有重要的影响。当烧结温度为900摄氏度,烧结时间60 min,烧结压力为0.45 MPa,温度上升速率为5℃/s下烧结的烧结层厚度为1 mm时的复合毛细芯中的铜纤维和微沟槽壁面的黏附力最大。     

热柱毛细芯中铜纤维和微沟槽黏附力的研究（英文）

通过多齿铣削和高温烧结制造了微沟槽烧结铜纤维板,通过超声波振动实验测试了烧结参数和铜纤维参数对复合毛细芯中铜纤维和微沟槽壁面黏附力的影响,结果表明:烧结时间、烧结温度、温度上升速率、烧结压力以及纤维参数对热柱复合毛细芯中的铜纤维和微沟槽壁面的黏附力有重要的影响。当烧结温度为900摄氏度,烧结时间60 min,烧结压力为0. 45 MPa,温度上升速率为5℃/s下烧结的烧结层厚度为1 mm时的复合毛细芯中的铜纤维和微沟槽壁面的黏附力最大。     

SiC（Cu）／Fe复合材料制备工艺研究

采用非均相沉淀法制得Cu包裹SiC复合粉体，利用粉末冶金和常压烧结制备SiC（Cu）／Fe复合材料。利用Zeta电位仪、XRD，EDS以及SEM等手段对包裹粉体和烧结样品进行了分析。结果表明，采用非均相沉淀法可以得到Cu／SiC复合粉体。包裹后的粉体与原始SiC粉体的表面电位不同，达到了对SiC颗粒表面改性的目的。Cu作为过渡层改善了SiC／Fe的界面相容性，在1050℃烧结的样品只有微量的FeSi或Fe2Si生成，界面反应得到有效控制，获得化学结合的界面，温度过低不能烧结致密，温度过高出现大量缺陷。     

烧结温度对SiC_P/6061Al复合材料组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备了SiC体积分数为30%的SiC_P/6061Al复合材料。分析了该复合材料加热过程的热化学变化和烧结后的相产物。观察了该复合材料的显微组织。测试了该复合材料的密度和力学性能。研究了烧结温度对该复合材料组织和性能的影响。结果表明:制备SiC_P/6061Al复合材料合适的烧结温度为550~605℃。随烧结温度的提高,复合材料的密度和抗拉强度均增大;在600℃烧结时制备的复合材料的基体与增强体的界面结合情况良好。     

烧结温度对MAX/Cu复合材料的组织及性能影响

以一种典型的MAX相材料Ti₃AlC₂为原料，采用粉末冶金无压烧结的方式，压坯压力选用500 MPa，烧结时间为1 h，分别选用800、900、1 000、1 100、1 200℃5个烧结温度制备了MAX/Cu复合材料。通过对样品的金相、电导率与显微硬度等测试，探讨了不同烧结温度下MAX/Cu复合材料的组织及其性能变化。结果表明，无压烧结最佳烧结温度为1 100℃，可以得到综合性能最佳的复合材料，硬度、致密度和导电率分别达到330 HV、99.5%以上和4.6 m S/m。     

微波烧结工艺对Ti-Mg复合材料组织和性能的影响

为了确定制备Ti-Mg复合材料的最佳微波烧结工艺,采用微波烧结制备了Ti-15Mg复合材料。采用扫描电镜、差热分析、X射线衍射、光学显微镜、压缩试验以及耐腐蚀性测试等系统性地研究了烧结温度、保温时间对复合材料微观组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,烧结温度为540~600 ℃,随着烧结温度的升高,复合材料的致密化程度提高,孔隙率降低,抗压强度增强,耐腐蚀性增强;烧结温度为600 ℃时,镁均匀地分布在钛基体中,复合材料的性能最佳,满足作为医用材料的性能要求;烧结温度继续升高则会导致复合材料中镁的大量挥发,孔隙率增加,复合材料的强度下降。微波烧结制备Ti-15Mg复合材料具有快速、稳定烧结的特点,因此保温时间对复合材料性能的影响不明显。     

工艺参数对WC颗粒增强表层复合材料与钢基界面组织的影响

以45钢为基材,通过放电等离子烧结和铸造工艺成功制备了WC颗粒增强表层复合材料,研究不同浇铸工艺参数对表层WC/Fe复合材料与基材之间的界面结合及微观组织的影响。结果表明:随着浇铸量的增加,锭模的数值模拟温度可达1493 ℃,高温停留时间约734 s,为实现钢液与WC/Fe复合材料冶金结合提供有利条件,但是过高的浇铸量使WC/Fe复合材料的组织发生明显的变化,几乎观察不到WC增强相,组织出现大量鱼骨状碳化物Fe₃W₃C。当浇铸量控制在锭模体积的2/5时,可得到良好的WC/Fe复合材料与基材的宏观界面,界面反应产物Fe₃W₃C增加,但是增强颗粒仍保留了浇铸前的原始形貌。     

激光烧结用复合蜡粉的筛选及成型工艺研究

研制开发了几种复合蜡粉,经过烧结测试,筛选出了一种适合激光选区烧结用精铸蜡粉。研究了激光烧结性能和烧结成型工艺,得到了激光烧结成型最佳工艺参数。结果表明,筛选出的精铸蜡粉最佳烧结为激光功率10 W、预热温度60℃、激光扫描速度2 000 mm/s、铺粉厚度0.15 mm。     

The influence of percolation during pulsed electric current sintering of ZrO2–TiN powder compacts with varying TiN content

A series of ZrO₂–TiN composite powder compacts with varying TiN content was densified using the field assisted sintering technique, also known as spark plasma sintering or pulsed electric current sintering (PECS). The TiN content was varied between 35 and 90 vol.% in order to obtain an electrical conductive composite material that can be shaped by electrical discharge machining. The influence of the TiN content on the densification behaviour was investigated experimentally, whereas its influence on the temperature and current distribution in the PECS tool set-up was simulated using a previously developed finite element model. The predicted temperature distribution was confirmed experimentally using a double pyrometer set-up, one focusing on the outer die wall surface and one on the bottom of a borehole in the upper punch. The changing thermal and electrical properties of the sintering ZrO₂–TiN powder compacts were calculated using mixture rules. Using a double pyrometer set-up, a clear relationship could be verified experimentally between the changing electrical properties of the sintering compact and the temperature redistribution in the punch/die/sample set-up during the PECS process. The homogeneity of sintering inside the PECS equipment is discussed in detail and suggestions are made in order to promote a more homogeneous sintering process. Carbon felt, acting as a thermal insulator, was placed around the die in order to minimize the radiation heat losses and to minimize the thermal gradients during heating and the dwell period at maximum temperature. The mechanical and electrical properties of the different composite materials are discussed as functions of the TiN content.     

Flow patterns and re-melting during filling of a large composite casting

Abstract

The filling and remelting of an industrial scale composite casting has been simulated to investigate the effect of fluid flow patterns in the liquid metal on the remelting of the shell material of the composite casting. In the composite casting under investigation, an outer shell material is first cast inside a large cylindrical mould, which is then assembled to additional mould parts, and the core material is poured into the shell/mould assembly. During casting of the core, a thin layer of the shell material re-melts and mixes with the core material producing a bonding layer of intermediate composition. Obtaining the optimum re-melting and thus intermediate bonding zone between the shell and core is critical to producing high quality rolls. The present numerical model employs the volume of fluid method and an enthalpy-porosity technique to couple the filling of the core material and re-melting of the shell material. The interface between the solid and liquid phases is tracked and can be used as a guide to examine the extent of remelting and, to some degree, mixing of the shell and core material. Simulations have shown that the circulation loops that form in the liquid metal pool significantly affect the amount of shell material that remelts.     

Electrolytic properties and element migration in Ni-TiB_2/Al_2O_3composite cathode

With alumina sol as binder and Ni metal as sintering aids,the Ni-TiB_2/Al_2 O_3 composite cathode material for aluminum electrolysis was prepared by coldpressed sintering.The mechanical properties of the composite cathode material were measured.Its electrolytic properties were identified by a 20-A electrolysis test.Cathode samples before and after electrolysis test were measured by energy-dispersive spectroscopy(EDS).The migration behavior of various elements in the electrolysis process was studied by phase analysis.The result shows that Ni metal can effectively fill the gap between the aggregate during the sintering process,which can improve the sintering density of the composite cathode material significantly.The voltage of the 20-A electrolysis test is stable.The impurity of aluminum liquid is 0.42%.The aluminum liquid can wet the cathode surface effectively,and the Ni-TiB_2/Al_2 O_3 composite is an ideal wettable cathode material.In the process of electrolysis,the alkali elements in the electrolyte penetrate the electrode,where K goes deeper than Na.Al generated on the cathode surface will also penetrate the cathode through the gap of the composite material,while Ni in the electrode will spread into the aluminum liquid layer.     

V-EPC制备铸铁基表面复合材料的表面质量和组织

以HT300为基材，以WC颗粒作为增强颗粒，通过V—EPC铸渗工艺制备出较为理想的铁基表面耐磨材料，铸件复合层厚度均匀，厚度可达6mm。WC在复合层中分布较为均匀。在复合过程中，主要是铁液向复合层渗透，铬向母材的渗透也有，但量很少。合金层和母材的结合良好，属于冶金结合，其硬度从复合层到基体先升高后降低，复合层平均硬度比HT300提高了3倍左右。     

激光烧结新型复合蜡粉的z向精度研究

为了研究激光烧结熔模铸造蜡模的z向尺寸精度,建立计算模型使影响精度的收缩率和底部增厚分离.通过对烧结过程中粉床温度的筛选,烧结出尺寸精度较高的蜡模.研究结果表明:设定粉床温度附近收缩率对温度变化的敏感程度和成型系统加热器的输出温度误差是影响蜡模尺寸精度的两个重要因素.当粉床温度处于60～66℃时,蜡模的收缩率对温度的变化十分敏感.为了使蜡模获得稳定的尺寸,烧结过程中的粉床温度应尽量低于蜡粉材料的板结温度.     

选择性激光烧结金属粉末瞬态温度场模拟

局部输入的集中移动热源造成了选择性激光烧结过程中温度场分布不均衡且不稳定,因此研究其温度场对掌握烧结过程中温度动态分布规律具有重要意义。在考虑了热传导、热辐射和热对流,材料的非线性热物性参数和相变潜热的作用下,建立了水雾化Fe多道烧结的三维有限元模型,采用ANSYS参数化设计语言(APDL)实现移动的高斯热源的加载。模拟结果表明:激光烧结过程中,在光斑中心前端存在着较大的温度梯度;光斑中心的温度高于金属粉末的熔点,烧结过程存在液相;粉床内部温度场在深度方向呈漏斗状阶梯分布,随烧结深度的增加,粉床内部的温度和温度梯度迅速衰减;同一烧结道各点的最高温度相对稳定,但随着烧结道的增加,各点最高温度都有小幅度增加的趋势,这是温度累加的结果。     

金属基复合材料实型熔铸颗粒强化技术的研究

把实型铸造与熔铸技术有机结合提出金属基复合材料颗粒强化新技术。通过在实型铸造的泡沫材料的特定部位，事先将高性能合金进行弥散分布处理，浇铸金属母液，在金属结晶凝固过程中，在保持基体材料成分及性能不变的情况下，一次性获得表层或内表层具有特殊性能的金属基复合材料铸件。复合材料层成分、组织由表层向基体呈梯度分布，厚度可控，可以进行机械后加工。     

槽钢精轧用复合轧辊的离心铸造工艺

为满足槽钢精轧用轧辊的技术要求,采用离心铸造工艺生产复合轧辊.选择并确定了离心轧辊内外层的材质,介绍了离心轧辊铸造工艺过程,着重分析了轧辊外层厚度、辊身硬度及工作层硬度差的控制方法,解决了中型离心轧辊芯部球化衰退的问题.经检测,离心复合轧辊的性能符合技术指标的要求.实际生产结果表明,离心复合轧辊的耐磨性和耐用性有较为明显的改善.