放电等离子烧结制备TiAl合金组织和性能

以气雾化工艺制备的Ti43.5 Al5 Nb1 V1 Y(at.％)预合金粉末为原料,采用放电等离子烧结工艺成功制备细晶TiAl合金,研究不同烧结温度(1200～1300℃)对组织和力学性能的影响.通过采用OM,XRD,SEM等方法对烧结试样进行微结构表征,在力学试验机进行室温压缩试验.研究发现,烧结后试样主要有γ-T...     

预烧结对低压烧结WC-Co硬质合金组织和性能的影响

采用原位还原碳化反应制备超细WC-10%Co,在1250、1300、1350、1380℃进行预烧结处理,得到的预烧结块体在1450℃、5 MPa氩气条件下进行低压二次烧结;分析对比了预烧结块体和二次烧结块体的显微组织,并对二次烧结合金进行了性能测试.结果表明:不同温度预烧结块体经低压二次烧结后,可有效抑制晶粒异常长大现象,二次烧结后合金具有高的断裂韧性,最高值达16.1MPa·m^-1/2.在1 350、1 380℃下预烧结块体经低压二次烧结后均具有均匀的合金组织,其中经过1380℃预烧结块体横向断裂强度为3260 MPa.     

两种电场快速烧结方法制备W-Cu合金

为解决传统烧结方法制备W-Cu合金存在的烧结温度高、烧结时间长、晶粒长大严重等缺点,利用电场对材料烧结的促进作用,采用放电等离子烧结(SPS)和大电流电阻烧结两种电场快速烧结方法制备W-Cu合金。借助阿基米德排水法测量密度和金相显微镜、扫描电镜等分析测试方法,对两种电场快速烧结方法在不同烧结温度条件下(800、900、1 000℃)制备的W-20%Cu合金的致密化程度及显微组织结构进行对比研究。通过对两种烧结方法中电场密度的计算和烧结体显微组织结构中铜池的出现,结果表明:在本实验条件下,相比放电等离子烧结法,采用大电流电阻烧结法在加热过程中更容易产生场致发射效应,这有利于W-Cu合金组织的均匀分布,促进烧结致密化。大电流电阻烧结体的相对密度和显微组织结构均优于放电等离子烧结体;采用放电等离子烧结,烧结温度从800℃提高到900℃时,烧结体的相对密度增大,合金内部孔洞和晶粒的大小、分布更加均匀,但当烧结温度达到1 000℃时,烧结体的相对密度增幅不大,烧结体孔洞集中,且晶粒团聚;在大电流电阻烧结时,随着烧结温度升高,烧结体的相对密度增大,显微组织结构的均匀性也得到提高。     

两种电场快速烧结方法制备W-Cu合金的对比研究 “研究生论坛”稿件，投稿栏目为“研究生论坛”

为了解决传统烧结方法制备W-Cu合金存在的烧结温度高、烧结时间长、晶粒长大严重等缺点,利用电场对材料烧结的促进作用,本文采用放电等离子烧结（SPS）和大电流电阻烧结两种电场快速烧结方法制备W-Cu合金。借助阿基米德排水法测量密度和金相显微镜、扫描电镜等分析测试方法,对两种电场快速烧结方法在不同烧结温度条件下（800℃、900℃、1000℃）制备的W-20wt%Cu合金的致密化程度及显微组织结构进行了对比研究。通过对两种烧结方法中电场密度的计算和烧结体显微组织结构中铜池的出现,结果表明：在本实验条件下,相比放电等离子烧结法,采用大电流电阻烧结法在加热过程中更容易产生场致发射效应,这有利于W-Cu合金组织的均匀分布,促进烧结致密化。大电流电阻烧结体的相对密度和显微组织结构均优于放电等离子烧结体;采用放电等离子烧结,烧结温度从800℃提高到900℃时,烧结体的相对密度增大,合金内部孔洞和晶粒的大小、分布更加均匀,但当烧结温度达到1000℃时,烧结体的相对密度增幅不大,烧结体孔洞集中,且晶粒团聚;而在大电流电阻烧结时,随着烧结温度升高,烧结体的相对密度增大,显微组织结构的均匀性也得到提高。     

挤压温度对固相再生ZM6镁合金组织和性能的影响

利用固相再生方法在挤压比为25：1的条件下,将ZM6镁合金屑分别在350℃、400℃、450℃和500℃温度下制备成试样,进行微观组织观察和力学性能测试。结果表明：当挤压温度为400℃时,ZM6耐热镁合金没有发生再结晶,合金中金属化合物在挤压过程中被打碎,均匀分布在基体中;当挤压温度为450℃和500℃时,ZM6镁合金发生部分动态再结晶;随着挤压温度的提高,合金的抗拉强度和延伸率提高;在挤压温度为500℃,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为300．2MPa、142．9MPa和30％。合金室温拉伸断口主要表现为穿晶韧窝断裂。     

热压烧结Al_2O_3/Ti(C,N)-Nb-Cr-Y_2O_3陶瓷材料的显微结构与力学性能

采用热压烧结方法制备Al2O3/Ti(C,N)-Nb-Cr-Y2O3复合陶瓷材料,并用扫描电子显微镜观察分析材料的微观结构。通过调整热压烧结工艺,研究烧结温度和保温时间对Al2O3/Ti(C,N)-Nb-Cr-Y2O3材料的显微组织与力学性能的影响。研究发现:烧结温度能显著影响陶瓷材料的显微组织和力学性能,温度在低于1650℃范围内,材料的致密度随温度升高而提高,力学性能也随之提升;但烧结温度超过1650℃时,晶粒异常长大,材料性能降低。热压烧结的保温时间以15min为宜。在烧结温度为1650℃、保温时间15min下,热压烧结Al2O3/Ti(C,N)-Nb-Cr-Y2O3陶瓷复合材料的力学性能良好,抗弯强度、维氏硬度、断裂韧度分别为735MPa、20.45GPa、8.9MPa·m1/2。     

碳纳米管增韧氮化硅陶瓷复合材料的研究

以Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3-MgO为原料,碳纳米管为增韧材料,采用热压真空烧结工艺制备了氮化硅陶瓷复合材料。结果表明,不同的碳纳米管含量对氮化硅陶瓷复合材料的显微组织影响显著。当碳纳米管含量为1 wt%时,可制备出致密度高,颗粒均匀的氮化硅复合陶瓷材料。复合材料的力学性能又和显微组织密切相关。当碳纳米管含量为1 wt%时,其硬度为14 GPa,抗弯强度为850 MPa,显示出较好的力学性能。     

Mn对Mg-5Sn-2Al-Zn合金组织及力学性能的影响

利用纯镁锭、锡锭,纯铝粒、锌粒及含锰10%的镁锰中间合金制备Mg-5Sn-2AlZn-xMn合金(x=0、0.2、0.5及0.8),对Mn的含量进行调整,通过光学显微组织分析、XRD分析、扫描电镜(EDS)以及室温抗压强度测试,研究不同Mn含量对合金铸态、固溶后组织及力学性能的影响。结果表明:Mg-5Sn-2Al-Zn合金组织主要由α-Mg相、Mg_2Sn相以及较少量的β-Mg_(17)Al_(12)相组成;Mn含量的增加促进了Mg_2Sn相和β-Mg_(17)Al_(12)相在枝晶间的析出分布,并使枝晶细化;对不同Mn含量的合金进行室温压缩实验,表明当Mn含量在0.2%和0.5%时室温力学性能较好,固溶态合金的抗压强度由不含Mn时的355MPa分别提高到370MPa和360MPa,铸态合金也由不含Mn时的350MPa提高到360MPa;当含Mn达到0.8%时,颗粒状的第二相分布明显增多,其力学性能也急剧下降。     

添加活性炭烧结氧化镁泡沫陶瓷

氧化镁泡沫陶瓷烧结温度很高,为了降低它的烧结温度,对其制备技术进行了研究.设计了以氧化镁为基体的粉料,采用有机泡沫浸渍工艺制备了氧化镁泡沫陶瓷,研究了不添加活性炭和添加活性炭对烧结温度的影响.当活性炭质量分数为0.1%时,泡沫陶瓷烧结温度由1550℃降到1500℃,体积质量由0.926g/cm³上升到0.977g/cm³.XRD结果表明,添加活性炭并未改变氧化镁的晶格结构;SEM显微分析表明,添加的活性炭在陶瓷中未有残留.粗镁浇注实验结果说明,添加活性炭烧结而成的氧化镁泡沫陶瓷具有良好的过滤能力.     

保温时间对气体雾化放电等离子烧结制备Al-40 wt.％Si合金组织和性能的影响

本文采用气体雾化和放电等离子烧结相结合的工艺制备过共晶Al-40 wt.％Si合金.采用XRD、SEM、静水压天平、显微硬度计和万能拉伸试验机研究保温时间对Al-Si合金相组成、显微组织、致密度和力学性能的影响.结果表明,保温时间30 min时可获得均匀分布在铝基体上的超细初生硅和高密度的合金组织;与气雾化制备的3.7...     

高强韧活塞铝合金在高温时效过程中的组织与性能演变

为了预测新型活塞铝合金在高温工况下的服役寿命,文中以Pandat软件平衡计算相图为基础,采用布氏硬度和拉伸性能测试分析了该合金在150～500℃下时效0～100 h后的力学性能变化规律,并利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察了其显微组织,研究了显微组织对力学性能的影响机理。研究结果表明:该合金在150～500℃时效后的力学性能先下降后上升,350℃时力学性能最低,150℃时硬度曲线出现强化双峰;时效温度为250～500℃时,析出相θ聚集长大,导致合金的力学性能下降;当时效温度达到425℃后,基体析出大量的粒状富镍相和纳米相,导致力学性能下降幅度变小;当时效温度达到450℃后,α-Al固溶体中脱溶析出细小硅相,并聚集长大,提高了合金硬度。     

热处理工艺对27SiMn钢组织及力学性能的影响

为得到热处理工艺对27SiMn钢显微组织及力学性能的影响,制定了9种热处理工艺,并对其进行显微组织观察和力学性能测试.实验结果表明,27SiMn钢淬火＋回火后的显微组织与回火温度和时间有关,当回火温度低、时间短时,显微组织为回火屈氏体＋马氏体;当回火温度高、时间长时,显微组织为回火屈氏体＋回火索氏体.同时,回火温度和时间对27SiMn钢的力学性能有很大影响,当回火温度为450℃,时间为45 min时力学性能最高,抗拉强度为1 175 MPa。当热处理温度为490℃,时间为75 min时力学性能最差,抗拉强度为975 MPa.综合分析27SiMn钢热处理最优工艺为900℃淬火＋475℃回火75 min。     

铁硅合金的放电等离子烧结行为

以雾化Fe粉和FeSi合金粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)制备Fe-6.5%Si高硅硅钢片,通过XRD,SEM等测试手段对样品进行分析。结果表明,铁硅合金的烧结过程可以分为4个阶段;当温度为1 100℃时气孔率为1.48%;烧结过程中主要发生以Fe3Si颗粒为核心反应扩散,烧结初期为颗粒间的紧密结合,烧结中期颗粒的界面处有Fe3Si相生成,形成FeSi过渡层,烧结后期直接形成了Fe(Si)的单一固溶体相。     

超细CuSn20合金粉末的烧结及性能研究

以机械混合法和雾化法制备的CuSn20合金粉末为研究对象,分别利用金相显微镜、X射线衍射仪和布氏硬度计对冷压成形并在750℃烧结的样品进行了显微组织、物相组成和硬度的观察与测量;分析了粉末制备方法、冷压和烧结工艺对烧结试样组织和性能的影响。结果表明,以雾化法制备的超细CuSn20合金粉末为原料,进行30MPa模压成形、750℃瞬时烧结,可获得均匀、致密的微观组织,试样的主相为α-Cu固溶体,复压后硬度达到124.73HBS。     

粉末合成温度对BaTiO3基PTCR性能的影响

由固相反应法制备的BaTiO3基PTCR热敏陶瓷,研究了BaTiO3粉末合成温度对粉末粒度分布、陶瓷电性能和显微组织结构的影响.XRD分析的结果表明,在1 000 ℃/4 h下焙烧的粉末已经是纯钙钛矿结构的BaTiO3;而粒度分布分析结果反映出,当焙烧温度高于1 050 ℃时,粉末开始出现团聚现象;SEM分析发现随着粉末焙烧温度的提高,烧结后BaTiO3陶瓷的晶粒变细.电性能测试结果表明1 000 ℃时焙烧粉末所制备的陶瓷电性能最好.综合分析表明:1 000 ℃是粉末合成的最佳温度,有利于获得低室温电率阻、高升阻比的PTCR陶瓷.     

烧结助剂MgO和烧结温度对β-Sialon陶瓷的力学性能影响

以α-Si3N4粉、α-Al2O3粉和Al N粉及烧结助剂MgO为原料,采用热压烧结的工艺制备了β-Sialon陶瓷材料,研究了烧结助剂MgO和烧结温度对sialon陶瓷力学性能和组织形貌的影响.结果表明,加入烧结助剂MgO提高了β-sialon陶瓷的致密度且降低了烧结温度,随着烧结温度的升高,β-sialon陶瓷抗弯强度、断裂韧性呈先增加后降低的变化规律,当烧结温度为1600℃时制备的β-sialon陶瓷材料结合紧密,抗弯强度以及断裂韧性达到最大,值分别为423 MPa、2.73 MPa·m1/2,材料的断裂方式主要是沿晶断裂.     

掺加SiC片晶对反应烧结SiC性能的影响

以液Si浸渗SiC片晶和C的坯体制备了SiC片晶增韧反应烧结SiC陶瓷材料,讨论了SiC片晶的掺加分数及烧结温度对材料显微结构和力学性能的影响,并比较了所得材料与传统反应烧结材料的力学性能。结果表明,当烧结温度较低时,SiC片晶在烧结体中仍以片晶的形态存在;而当烧结温度提高到1 800℃后,SiC片晶明显向SiC颗粒转变。与传统材料相比,掺加质量分数为40%SiC片晶制备的材料,材料抗折强度由300 MPa左右提高到587 MPa,断裂韧性由3.5MPa.m1/2提高到4.6 MPa.m1/2。     

烧结法制MgO-SiO2-Al2O3-B2O3-KF玻璃陶瓷成分设计优化及显微析晶研究

通过烧结与水淬相结合的方法制备并系统探讨了MgO- SiO2-Al2O3-B2O3-KF玻璃陶瓷的显微析晶.研究表明:MgO-SiO2-Al2O3-B2O3-KF玻璃陶瓷的烧结收缩率与玻璃化及组分的析晶程度相关;析晶程度愈高,烧结坯愈致密;试样中成分配比愈接近云母晶体成分的原子比,玻璃陶瓷的显微析晶程度愈高;在烧结温度为1 000℃时,即开始出现析晶,到1 050℃时,析晶程度达到最高,继续提高烧结温度,显微析晶又发生重熔.     

烧结法制MgO-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3-KF玻璃陶瓷成分设计优化及显微析晶研究

通过烧结与水淬相结合的方法制备并系统探讨了MgO-SiO2-Al2O3-B2O3-KF玻璃陶瓷的显微析晶.研究表明：MgO-SiO2-Al2O3-B2O3-KF玻璃陶瓷的烧结收缩率与玻璃化及组分的析晶程度相关;析晶程度愈高,烧结坯愈致密;试样中成分配比愈接近云母晶体成分的原子比,玻璃陶瓷的显微析晶程度愈高;在烧结温度为1 000℃时,即开始出现析晶,到1 050℃时,析晶程度达到最高,继续提高烧结温度,显微析晶又发生重熔.     

不同烧结工艺对贮氢合金LaMgNiCo的性能影响

借助XRD和SEM及EPMA研究La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金的烧结工艺对该合金的微观组织结构及电化学性能的影响。结果表明,在不同烧结条件下合金均由不含Mg的LaNi5相、富Mg的LaNi3相及一个贫Mg的LaNix（x=3.0-3.8）相三相组成。当烧结温度不超过1203k时合金主相为LaN i3相,当烧结温度超过1 203K,LaN i5相逐步成为主相。电化学性能分析结果表明,烧结温度不超过1203K,合金放电能力主要受合金组织形成与均匀性影响;而烧结温度超过1 203K,Mg元素挥发损失成为影响合金放电能力的决定因素。烧结条件为873k～1123k保持24 h、1203k保持2h,是制备La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5贮氢合金的适宜工艺。