钼粉表面化学镀铜复合粉末烧结致密化

对化学镀法制备铜包钼的钼铜复合粉体的烧结致密化特点进行了研究,讨论了化学镀法制备钼铜复合粉的成形性,分析了化学镀铜钼粉的预处理、烧结温度、保温时间及复压复烧工艺对致密化的影响.结果表明,化学镀法制备钼铜复合粉成形性好,生坯相对密度可达到87%.在优化各影响因素的情况下,Mo/28Cu采用常规粉末冶金工艺得到了相对密度达97%的钼铜复合材料,钼铜复合材料具有典型的网络状结构,复合材料内部基本无孔洞,铜相分布均匀.     

WC/Co粉体粒径匹配与放电等离子烧结致密化

对放电等离子烧结(SPS)不同粒径匹配的WC/Co混合粉末的收缩过程进行了系统分析.结果表明,SPS烧结不同WC粒径混合粉末时,烧结体开始收缩温度、收缩速率峰值温度和致密化完成温度基本相同;对不同Co粒径混合粉末,三种温度随Co粉初始粒径的减小而降低,即SPS烧结过程与WC粒径无关而与Co粒径密切相关.SPS致密化过程中收缩速率随温度的变化、收缩速率与相对密度的关系均与常规烧结不同,其开始收缩温度和收缩速率峰值温度均较常规烧结低,同时收缩速率峰值处所对应的相对密度也较常规烧结低.这说明在常规烧结中粉末在大量液相出现(即收缩速率出现峰值时)之前已完成很大程度的收缩致密化,而SPS烧结中大量液相出现之前粉末的收缩致密化程度较低.     

微波烧结W-Ni-Fe高比重合金及其机理研究

对90W-7Ni-3Fe高比重合金微波烧结工艺进行了系统的研究,比较了合金在2种温度下的微波烧结与常规氢气烧结工艺的性能.结果表明:微波液相烧结比固相烧结效果好,但微波烧结试样的各项性能均低于常规烧结.微波液相烧结相对密度97.5%要比常规烧结相对密度99.2%低;前者的布氏硬度2500 MPa低于后者的2600 MPa;前者的抗拉强度694.21 MPa低于后者的776.97 MPa.1460 ℃微波固相烧结的性能明显偏低,其内部组织疏松且有大量孔洞,但其外层却相当致密,微观组织也较均匀;1480 ℃微波液相烧结的内部组织整体比较均匀,但致密化程度较低,其粘结相分布不均匀,断裂多为沿晶断裂,只有少量穿晶断裂.     

微波烧结WC-Co硬质合金致密化与晶粒生长

分别采用微波烧结和常规烧结制备WC-8Co硬质合金,通过1 000~1 400℃温度范围烧结以及1 400℃保温0~240 min的微波和常规烧结实验,测量各样品的收缩率、密度和晶粒尺寸,分析其致密化行为和晶粒生长,研究烧结温度和保温时间对合金致密化和晶粒生长的影响。结果表明,与常规烧结比较,微波烧结促进YG8硬质合金的致密化,且获得的合金组织均匀,晶粒细小。另外,保温时间对微波烧结YG8硬质合金的晶粒生长几乎没有影响。     

SPS制备多级孔结构钨骨架压缩性能及致密化行为研究

以粒径分布为15～106μm多孔球形团聚W粉为原料,采用放电等离子体烧结(SPS)在不同烧结温度(1450、1500、1550℃),轴向恒压40 MPa,保温5 min下分别制备出高强度(347.8±10.6 MPa、407.4±14.2 MPa、543.9±8.7 MPa)、多级孔结构(3～10μm/200～500 nm)W骨架。结合XRD、SEM、万能试验机等检测技术,对SPS烧结过程中粉末致密化行为、显微组织变化及力学性能进行了系统研究。结果表明:SPS可制得烧结前后物相无明显变化、孔隙率介于30%～40%、烧结颈发育完全多级孔结构钨骨架。该多级孔W骨架SPS烧结致密化过程可分为4个阶段,第1阶段为升压阶段,烧结试样相对密度随压力升高而迅速升高;第2阶段为典型的颗粒重排阶段;第3阶段烧结温度高于1000℃,烧结试样相对密度随温度的升高而增加,属于典型的烧结中期;第4阶段为烧结末期,烧结体内部高温蠕变引起致密化程度进一步提高。利用高温蠕变模型研究了该多孔球形W粉的致密化机理为纯扩散致密化,通过颈长方程确定该多孔球形钨粉在整个SPS烧结过程中的致密化机理是以体积扩散为主,晶界扩散为辅。     

WC—Co合金的固态烧结

本文探讨了常规烧结和场助烧结时WC－Co合金的固态烧结行为。在常规烧结中,纳米和超细WC－Co合金的密度比粗晶及细晶合金增加得更快。在纳米／超细和粗WC－Co粉之间出现最大致密化速率的温度差别在50℃以上。添加晶粒长大抑制剂特别是Cr3C2也能阻滞固态阶段的致密化。在场助烧结中,在更低的固态烧结温度下,WC－Co合金就可获得比常规烧结更高的密度。常规和场助烧结之间密度的差别随温度的增高而降低。     

微波场中铜粉烧结颈形成和晶粒长大动力学

研究了球形铜粉烧结颈形成和晶粒长大过程中的物质迁移机制,分析微波混合加热条件下铜粉及其压坯的烧结动力学。结果表明:在微波混合加热条件下,铜粉烧结颈的形成和晶粒长大方式均以体扩散为主;烧结颈形成阶段的扩散激活能为256 k J/mol,与纯微波烧结和传统加热方式一致;晶粒长大阶段的扩散激活能为89.8 k J/mol,介于单模腔和多模腔纯微波烧结的中间,而远低于常规烧结时的扩散激活能。     

W+Co+C(碳黑)制备板状晶硬质合金及其性能研究

采用经球磨扁平化处理的W粉末为原料,添加适量Co、C(碳黑)、成型剂及纳米W粉制备板状晶硬质合金,研究了烧结温度、时间和添加纳米W粉,对板状晶硬质合金显微组织结构和性能的影响。结果表明,球磨预处理中颗粒W粉末可获得扁平化程度高的薄片状W粉末,以其为原料制备的WC-12%Co(质量分数)板状晶合金相对密度达97%,合金硬度呈现出明显的各向异性;添加纳米W粉或提高烧结温度、延长烧结时间,均有利于压坯烧结收缩致密化,生成更多的板状WC晶粒。     

溶胶-喷雾干燥超细/纳米晶W-20Cu复合粉末的烧结行为

采用喷雾干燥-氢气还原法制备超细/纳米晶W-20Cu(质量分数,%)复合粉末,粉末压坯直接从室温推入高温区烧结不同时间后直接取出水淬,研究其烧结致密化和显微组织的变化。结果表明,超细/纳米晶W-20Cu粉末在1000～1200℃烧结时发生迅速致密化。粉末压坯在1200℃烧结60min,其材料致密度已达到96.4%。1420℃烧结90min时致密度达到99%以上。1100～1420℃烧结时其烧结致密化活化能不断减小,从1100℃时的276.3kJ/mol减小到1420℃时的29.1kJ/mol。当温度低于1200℃时,W晶粒长大不明显,当温度超过1300℃时,W晶粒开始有明显长大。随温度的升高W晶粒发生显著球形化,1420℃烧结时发现其晶粒长大符合G3=kt的Ostwald机制,此时晶粒长大动力学系数K仅为0.024μm3/min。     

机械合金化W-Ti粉末的烧结特性

用高能球磨法制备了W-Ti预合金粉末,研究了纳米晶W-Ti粉末的真空烧结致密化和显微组织演化现象以及热处理时组织形貌的变化,并与未球磨粉末的烧结试样进行了比较。结果表明,提高烧结温度有利于提高相对密度;1500℃,2 h为最佳烧结工艺。机械合金化导致粉末内晶粒纳米化,形成成分不均的固溶体W-Ti粉末,使真空烧结后的显微组织结构明显细化,相对密度显著提高;扩散退火后能够形成成分较均匀的W-Ti固溶体。     

微波无压烧结Fe-Cu-WC基金属结合剂

分别采用常规无压烧结和微波无压烧结法,以Fe、Cu、Sn等金属粉以及WC粉作为原料制备金属烧结体,研究不同烧结工艺对金属烧结体的微观组织形貌、致密度和抗弯强度的影响。结果表明:对比常规无压烧结,微波无压烧结可提高金属烧结体的致密度及力学性能;当烧结温度为900℃时,致密度和抗弯强度均达到最大,分别为90.6%、93.9%和753 MPa、816 MPa;通过样品微观形貌分析,微波无压烧结可以使烧结体元素分布更均匀,降低烧结体的孔隙率。在达到同等级力学性能的前提下,微波无压烧结可以降低烧结温度,避免高温损伤金刚石强度。      

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。     

烧结方法对(Zr_(0.8)Sn_(0.2))TiO_4介质陶瓷性能的影响

分别采用电热和微波烧结法制备了(Zr_0.8Sn_0.2)TiO_4(ZST)微波介质陶瓷,研究了不同方法中烧结工艺制度对介质陶瓷材料密度、微观结构、相组成和微波介电性能的影响.结果表明:与电热烧结相比,在所得材料密度近似的情况下,微波烧结能降低烧结温度约70 ℃、缩短烧结时间2.5 h,所获材料密度分布的标准差大大减小;微波烧结所得材料的晶粒尺寸均匀、结构致密;材料的介电常数和品质因数随着微波烧结温度的提高而增大,对应数值分别比传统烧结方式提高17.5%和14.3%左右.并对微波烧结介质陶瓷的致密化机理以及性能进行了较为系统的理论分析.     

纳米晶W-Cu复合粉末烧结行为

研究了机械合金化制备的纳米晶W-xCu(x=15,20,25)复合粉末的烧结行为.结果表明,纳米晶W-Cu复合粉末烧结致密化强烈地依赖于烧结温度与烧结时间.当烧结温度从1 150℃提高到1 200℃时,烧结30min后的烧结体相对密度由91%～94%增加到97%～98%;当烧结温度超过1 300℃时,烧结体发生快速致密化,5 min内相对密度即可达到98%左右.研究还发现,W-Cu合金中W晶粒尺寸也强烈地依赖于烧结温度,即烧结温度愈高,W晶粒长大愈显著.当压坯在1 200～1 250℃烧结30 min后,所得到的晶粒度约为300～500 nm,其中经1 200℃烧结时的晶粒尺寸约为300～350 nm.另外,Cu含量增加有利于烧结致密化,并降低W晶粒长大的趋势.     

纳米Al2O3p化学镀铜复合粉末的烧结致密化

化学镀是制备纳米颗粒增强金属基复合材料的有效方法.对纳米Al2O3p化学镀铜粉末的烧结致密化特点进行了研究,分析了化学镀粉末的预处理、成型压力、烧结温度、保温时间、复压复烧工艺等对致密化的影响.在优化各影响因素的情况下,对Al2O3含量为10%的化学镀铜粉末采用常规粉末冶金工艺得到了相对致密度达94%的试样.     

Cu2O基金属陶瓷热压制备及其致密化过程

研究了混粉工艺、烧结温度以及热压压力对金属陶瓷微观组织的影响,并探讨了Cu2O基金属陶瓷的热压烧结致密化机理.结果表明:以枝状Cu粉制备的金属陶瓷中Cu颗粒呈蠕虫状形貌,采用两步法混粉工艺可制备含有球形Cu颗粒的金属陶瓷;烧结温度和热压压力的增加都会提高金属陶瓷的相对密度,但其影响程度不同;金属陶瓷的热压烧结致密化机理为颗粒在外力作用下的塑性流动和粒子重排.     

钼粉烧结体近等温包套锻造过程的数值模拟

针对钼的变形抗力大、韧性差、脆性明显以及高温氧化等特点,本文采用了等温锻造与粉末包套锻造相结合的工艺来提高钼制品的性能。运用DEFORM-2D软件对钼粉烧结体近等温包套镦粗成形过程进行数值模拟,研究不同工艺参数对坯料致密度、变形均匀性和表面平整度的影响规律。近等温包套锻造工艺对钼粉烧结体有较好的致密效果,锻后坯料接近全致密,且密度分布较均匀。随锻造温度的升高,坯料的平均相对密度差异较小,密度分布均匀性逐渐变好。变形速度对坯料变形的影响不显著。随摩擦系数的增加坯料平均相对密度逐渐增大,密度分布均匀性变差,且坯料的平整度降低,外观质量变差。通过正交试验分析得知,锻造温度对平均相对密度和变形均匀性影响最显著,摩擦系数是影响坯料平整度的主要因素。     

放电等离子技术快速烧结纳米WC-10％Co-0．8％VC硬质合金

研究了放电等离子烧结(SPS)纳米WC-10%Co-0.8%VC硬质合金的致密化机理,并与真空烧结的制品显微组织及性能进行对比。SPS特殊的直流脉冲电压使烧结中蒸发-凝固、塑性流动、表面扩散等过程得到加强,使制品在低温下快速致密,有效抑制了晶粒的长大,如在1200℃烧结5min的制品平均晶粒尺寸<100nm。与真空烧结相比,SPS可以使制品在低温、短时间内获得高密度、高硬度,如1300℃烧结3min,制品相对密度达97.7%,HV30比相同烧结温度下真空烧结30min的相对密度92.8%的制品高近16.4%。SPS烧结温度降低至1200℃,虽然密度有所降低,但HV30和KIC分别提高了15.4%和12.2%。     

钼粉末多孔体烧结材料的制备及镦粗致密实验研究

运用粉末冶金成形技术对高纯钼粉材料进行制备、烧结,对钼粉未烧结体进行镦粗成形,研究了在不同初始条件(相对密度、高径比、摩擦条件)下钼粉末烧结体成形致密规律和变形特性,为钼传统的制备技术的改良、预成形坯和模具的优化设计提供大量实验数据.     

STUDY OF INITIAL STAGE SINTERING OF NANOCRYSTALLINE α-Al_2O_3 POWDER BY ISOTHERMAL METHOD

采用恒温烧结方式在９００－１２００℃范围内研究了粒径为１０ｎｍ、团聚体强度分别为７６和２３４ＭＰａ的α－Ａｌ２Ｏ３纳米粉初期烧结致密化过程,结果表明,两种粉体在烧结初期阶段均受晶界扩散控制,其晶界扩散激活能分别为３５４和４８１ｋＪ／ｍｏｌ,并对α－Ａｌ２Ｏ３纳主粉在实验温度范围内的晶界扩散系数进行了估算。