空心阴极等离子烧结功率输出特性研究

提出一种空心阴极放电等离子烧结方法,并对该种工艺过程中的加热功率特性进行了试验研究。结果表明,放电加热功率的大小与空腔尺寸、放电电压和工作气压有关。在满足空心阴极效应的条件下,空腔尺寸越小,放电电压和工作气压越高,加热功率越大。     

铈钨坯的空心阴极等离子烧结工艺研究

对空心阴极效应的发热机理及空心阴极等离子烧结铈钨坯工艺进行了初步研究。通过合理地控制电流、电压以及气压等影响因素,获得了持续稳定的空心阴极效应,使其阴极达到2500℃以上的高温。将此高温效应用于烧结高熔点材料——铈钨合金,获得了很好的效果。得到的铈钨烧结坯的密度达到17.8 g/cm3,与垂熔烧结方法获得的密度水平相当。     

HCD空心阴极离子镀工艺研究

离子镀技术是在其真空条件下，应用气体放电技术实现的镀膜，在国外工业生产中已得到广泛的应用，国内对这项技术也进行了研究并在设备和工艺上都取得了很大的成果。离子镀膜技术自１９６３年出现以来，由于这项技术可以在金属零件、塑料、陶瓷、玻璃、纸张等非金属材料上涂覆一层上有不同性能的单一镀层、化合物甚至合金镀层，只要采取不同的工艺，就可获得表面致密的耐腐蚀膜、耐高温膜；表面硬化的耐磨擦膜；润滑膜及各种颜色的装     

碳化硅陶瓷的放电等离子烧结

采用添加了Al₂O₃和Y₂O₃助烧剂的碳化硅微粉为原料,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了碳化硅陶瓷.分析了材料致密化过程,并重点研究了烧结工艺参数对材料致密度和力学性能的影响规律.结果表明,当SPS工艺参数的烧结温度和压力分别为1600℃和50MPa时,经过5min的烧结,碳化硅陶瓷的致密度可达到99.1%,硬度为HV2550,断裂韧性达8.34MPa·m^1/2,弯曲强度达684MPa.     

压力对放电等离子烧结硬质合金性能的影响

采用放电等离子技术(SPS)烧结WC-12Co硬质合金.主要研究了SPS烧结过程中压力对WC-12Co硬质合金致密化、显微组织及性能的影响,并探讨了压力对致密化和WC晶粒长大的影响机制.结果表明,提高SPS烧结压力提高了WC-12Co硬质合金的密度但导致了wC晶粒的长大.在较低的烧结温度下(1100℃)或较短的保温时间内(3 min),烧结压力对密度的影响较为显著.在较高的烧结温度(1150℃)时,烧结压力的提高导致合金中WC晶粒的明显长大.烧结压力对SPS烧结WC-12Co硬质合金力学性能的影响是通过对密度和WC晶粒尺寸的影响而起作用的.     

放电等离子烧结材料的最新进展

放电等离子烧结 (SPS)是一种快速烧结新工艺。将瞬间、断续、高能脉冲电流通入装有粉末的模具上 ,在粉末颗粒间即可产生等离子放电 ,导致粉末的净化、活化、均化等效应。本文简要介绍SPS的基本概念、工艺原理和特征 ,较详细叙述利用SPS工艺在研究开发功能梯度材料、电磁材料、精细陶瓷、硬质合金和生物材料等方面的最新进展     

机械活化-放电等离子烧结制备Y3Al5O12陶瓷

以高纯Y2O3和Al2O3粉体为原料,通过机械活化和放电等离子烧结制备Y3Al5O12(YAG)陶瓷.研究结果表明:机械活化Y2O3和Al2O3粉体,不但细化了Al2O3颗粒,而且使Y2O3发生了晶态转变,由立方晶转变为斜方晶,并最终非晶化;机械活化过程最终还合成了过渡产物YAlO3(YAP),但球磨5h后,继续延长球磨时间,会引入大量ZrO2杂质;球磨处理的Y2O3和Al2O3粉体具有很高的活性,能促进在较低温度下通过放电等离子烧结合成YAG.对球磨5h的粉体在不同温度进行放电等离子烧结的研究表明,在1000℃可获得纯YAG陶瓷,在1 400℃可得到相对密度为99.4%、晶粒大小为1～2μm的YAG陶瓷.     

AlN陶瓷基片烧结曲线的研究与优化

研究了AlN陶瓷基片烧结曲线中液相烧结升温速率、保温时间、烧结温度对基片性能的影响。测定不同液相烧结升温速率下试样的翘曲度,确定最佳升温速率范围为0.2~0.5℃/min;同时,根据不同保温时间下试样密度的变化优选保温时间为5h,并协调出最高烧结温度为1 830℃。通过对比烧结曲线优化前后AlN陶瓷基片主要性能及组织结构,结果表明烧结曲线优化后效果明显。     

放电等离子烧结制备超细WC-Co硬质合金

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了超细WC-10Co硬质合金.研究了烧结温度及烧结气氛对WC-Co硬质合金组织及性能的影响.研究发现:烧结体密度随烧结温度的升高而增大,但由于钴的蒸发,合金的成分偏离了原粉末的成分,且随着烧结温度的升高及炉内气压的降低,钴的蒸发速率加大.因此,通过提高炉内气压,可以使合金的成分基本接近原粉末成分,降低了合金的成分偏离.结果表明:炉内气压升高到200 Pa,烧结压力为30 MPa时,在1250℃烧结WC-10.07Co粉末5 min,烧结体中钴的质量分数可以控制在10.02%,密度和硬度分别达到了14.62 g·cm^-3和HRA 92.4.     

放电等离子烧结技术

综述了放电等离子烧结(SPS)技术在国内外的发展概况,深入探讨了SPS的烧结机理.介绍了SPS技术在制备纳米材料、梯度功能材料和高致密度、细晶粒陶瓷等方面的研究和应用.展望了SPS技术的发展前景.     

等离子发生器阴极用Ag基复合材料的SPS制备

采用放电等离子烧结(SPS)方法,制备了Ag-W、Ag-WC、Ag-SiC系阴极材料。对烧结样品的密度、硬度、物相、微观组织等进行了分析,并对Ag-W进行了拉弧试验。结果表明,材料达到了较高的致密度,组织均匀,相组成与原始物料一致,各相之间几乎未发生相互反应。Ag-W-Ni的电子发射能力很强,产生的等离子电弧功率较稳定,温度极高,而且起弧电压和电流稳定。     

氢气提取-电导法测定AIN粉末中硫量

利用自行组装的实验装置,采用氢气提取-电导法测定了AIN粉末中硫量.确定了最佳分析条件生成H2S的温度1 000℃,氢气流速400 mL/min,吸收液体积20 mL,吸收时间20 min,试样质量0.100 0 g.建立的分析方法简单可靠,相对标准偏差为5%左右.仪器的灵敏度为3×10-6 g/μS,检出限为1 μg/g.     

Effect of particle size on the polycrystalline CeB6 cathode prepared by spark plasma sintering

The full densification polycrystalline cerium hexaboride (CeB6) cathode material was prepared by using the spark plasma sintering (SPS) method in an oxygen free system. The starting precursor nanopowders with an average grain size of 50 nm were prepared by high-energy ball milling. The ball-milled nanopowder was fully densified at 1550 °C under 50 MPa, which was about 350 °C lower than the conventional hot-pressing method and it was also lower than that of coarse powder under the same sintering condition. The mechanical properties of nanopowder sintered samples were significantly better than that of coarse powder, e.g., the flexural strength and Vickers hardness were 211% and 51% higher than that of coarse powder, respectively. The electron backscattered diffraction (EBSD) result showed that the (100) fiber texture could be fabricated by the ball-milled nanopowder sintered at 1550 °C and the thermionic emission current density was measured to be 16.04 A/cm2 at a cathode temperature of 1873 K.     

Effect of rare-earth oxides on properties of silicon nitride obtained by normal sintering and sinter-HIP

This paper presented the microstructure,mechanical properties and oxidation behavior of silicon nitride obtained by both conventional sintering and sintering followed by hot isostatic pressing(HIP).Silicon nitride with additives such as 5 wt.% Al2O3 and 5 wt.% Ln2O3(Ln= La,La concentrate,Gd or La+Gd) were studied.The results revealed that Gd2O3 additions increased the formation of elongated grains of β-Si3N4,the fracture toughness and oxidation resistance.La2O3 additions led to higher densification and hardness values,while addition of La2O3 concentrate promoted the formation of materials with intermediate properties,compared to the other studied compositions.Hot isostatic pressing increased the hardness but decreased the fracture toughness of the material,mainly because it allowed residual pores to close and also reduced the average aspect ratio of β-Si3N4 grains.     

GT35钢结硬质合金放电等离子烧结工艺初探

采用正交试验的方法确定了GT35钢结硬质合金放电等离子烧结(SPS)的最佳工艺,并对试样的组织和性能进行了测试分析,得出不同工艺参数对GT35钢结硬质合金性能的影响,并制备了GT35钢结硬质合金。结果表明,SPS制备GT35钢结硬质合金的最佳工艺为:960℃×5min×70MPa,该工艺条件下得到的GT35钢结硬质合金晶粒细小、组织分布均匀,致密度可达99.53%,硬度达到73.5HRC。与传统的烧结方法相比,SPS显著降低了GT35钢结硬质合金的烧结温度,缩短了烧结时间,烧结后材料的硬度也提高了1～2HRC。     

液相烧结非晶纳米氮化硅陶瓷粉体结晶与相变行为研究

以Y2 O3 和Al2 O3 纳米陶瓷粉体作为烧结助剂 ,液相烧结非晶纳米Si3 N4陶瓷粉体 ,研究了不同温度下烧结体的结晶与相变行为。 1 5 0 0℃烧结 ,烧结体为非晶与晶体混合态 ,结晶相主要为α Si3 N4和 β Si3 N4,结晶度达到 70 %。温度超过 1 6 0 0℃以后 ,烧结体已经完全结晶 ,为 β Si3 N4和Si2 N2 O双相陶瓷。当温度达到1 6 5 0℃ ,Si2 N2 O的体积分数达到最大值 ,说明烧结体中的O2 与Si3 N4已经反应完全。烧结温度超过 1 70 0℃时 ,Si2 N2 O的体积分数开始减小 ,烧结体中没有SiO2 出现 ,证明反应 2Si3 N4(s) +1 5O2 (g) =3Si2 N2 O(s) +N2(g)为可逆反应。 1 6 0 0℃烧结体的典型结晶形貌分析表明 :粒径尺寸基本分布在两个区域 ,大部分较大晶粒粒径在 1 5 0～ 2 5 0nm之间 ,小部分晶粒粒径 <1 0 0nm ,个别晶粒的长径比达到 1 5。     

放电等离子烧结法制备金刚石/Cu复合材料

通过真空镀铬对金刚石颗粒进行表面改性,采用放电等离子烧结法(SPS)制备改性金刚石/Cu复合材料;研究金刚石的体积分数、工艺参数以及金刚石颗粒表面改性对复合材料导热性能的影响。结果表明,烧结温度、混料时间以及金刚石颗粒的体积分数都会影响材料的致密度,金刚石颗粒的体积分数还会影响材料的界面热阻,而致密度和界面热阻是影响该复合材料导热性能的2个重要因素;对金刚石颗粒进行真空镀铬表面改性,可改善颗粒与铜基体的润湿性,降低界面热阻。在一定的工艺条件下,镀铬金刚石体积分数为60%时,改性金刚石/Cu复合材料具有很高的致密度,其热导率达到503.9W/(m.K),与未改性的金刚石/Cu复合材料相比,热导率提高近2倍,适合做为高导热电子封装材料。     

Spark plasma sintering of cryomilled copper powder

Abstract

The densification and sintering behaviour of a cryomilled copper powder (grain size of 17±2 nm and dislocation density of 6·26±0·04×10¹⁶ m^?2) were investigated and compared to those of an atomised copper powder with the same mean particle size in order to highlight the effect of the nanostructure on spark plasma sintering (SPS). Oxygen and nitrogen contamination of the cryomilled powder gives rise to extensive degassing during SPS up to 400°C. The cryomilled powder is more resistant to plastic deformation than the atomised one, but the huge density of dislocations and grain boundary activates sintering at low temperature. Densification is therefore promoted by deformation in the atomised powder and by sintering shrinkage in the cryomilled one. As a consequence, in the SPS conditions investigated, the atomised specimen is densified but not sintered, while the cryomilled one is effectively sintered and consequently densified.     

电火花烧结的发展趋势

电火花烧结技术是一种新型的快速烧结技术。具有升温速度快、烧结时间短、效率高等特点。它是通过瞬间高能脉冲电流使粉末颗粒之间产生等离子放电,烧结制成高性能材料或制件。该文综述了电火花烧结的设备、工艺特点和技术原理;分析了电火花烧结的工艺参数对所制得材料的结构和性能的影响;简要介绍了电火花烧结技术在新材料制备及合成中的应用;展望了电火花烧结技术的发展前景。