Al、Cu二元合金系烧结过程的原位观察

利用高温光学显微镜(HTOM)对由纯铝粉和纯铜粉制得的二元粉末体系进行了原位烧结试验,原位观察结果表明:经典烧结理论对塑性粉末体系不再适用;该体系烧结的典型物理过程可概括为颗粒边界熔化、晶界熔化、颗粒熔化,最后为合金元素铜的扩散均匀化,而这四个阶段在时间上并不能严格分开,而是交叠进行的;边界熔化受颗粒表面氧化膜破碎、表面曲率和颗粒变形等因素影响;晶界扩散在烧结过程中始终起着非常重要的作用。这些结果为进一步合理制定和优化烧结工艺提供了直接的参照依据。     

Al、Cu二元合金系烧结过程的原位观察

利用高温光学显微镜（HTOM）对由纯铝粉和纯铜粉制得的二元粉末体系进行了原位烧结试验,原位观察结果表明：经典烧结理论对塑性粉末体系不再适用;该体系烧结的典型物理过程可概括为颗粒边界熔化、晶界熔化、颗粒熔化,最后为合金元素铜的扩散均匀化,而这四个阶段在时间上并不能严格分开,而是交叠进行的;边界熔化受颗粒表面氧化膜破碎、表面曲率和颗粒变形等因素影响;晶界扩散在烧结过程中始终起着非常重要的作用.这些结果为进一步合理制定和优化烧结工艺提供了直接的参照依据.     

Al-Mg粉末烧结过程中晶界扩散的原位观察

利用光学高温金相显微镜对Al-10Mg二元纯金属粉末体系的烧结过程进行原位观察，发现在镁颗粒内部晶界优先熔化，这是由于铝沿镁晶界的扩散系数远高于晶内扩散系数，在镁的晶界优先满足共晶的浓度条件而熔化造成的，从而直接证实晶界确是元素扩散的一条快速通道。     

镁对氢化钛烧结致密化的影响

以氢化钛粉末和镁粉为原料,利用模压工艺制备纯钛,主要研究了镁对氢化钛粉末烧结致密化的影响。结果表明,少量镁的添加能够促进氢化钛粉末的烧结致密化,而过量镁则降低烧结密度,镁添加量为0.5%(质量分数,下同)时效果最优,将烧结体相对密度由96.5%提高到98.7%。通过对烧结过程动力学、镁还原氧化钛反应的热力学和动力学,以及烧结体成分进行分析,发现少量镁促进氢化钛烧结致密化的机理为:真空烧结时镁从坯体中挥发,形成的镁蒸气对粉末颗粒表面的氧起到净化作用,提高了烧结活性,从而提高烧结密度。     

Mg-Al-TiO2体系反应烧结新型镁基复合材料

采用Mg-Al-TiO2体系,通过反应烧结制备了原位生成的Al3Ti、MgO和Al2O3颗粒混合增强的新型镁基复合材料。研究了不同的烧结工艺对复合材料物相和组织的影响。结果表明:采用Mg,Al和TiO2混合粉末反应烧结可以获得致密的Al3Ti、MgO和Al2O3颗粒混合增强的复合材料。Al3Ti、MgO和Al2O3颗粒均原位生成,Al3Ti颗粒粒度约为5μm,均匀分布在基体中;MgO和Al2O3颗粒粒度为纳米级,但是团聚分布。最佳的工艺为反应温度850℃,保温45min;若温度偏低,反应不完全,温度偏高,大量偏析和团聚出现。     

选区激光烧结WC-10%Co颗粒增强Cu基复合材料的显微组织

利用选区激光烧结工艺制备了WC-10%Co颗粒增强Cu基复合材料,其中WC-Co和Cu的质量比为30:70.X射线衍射和扫描电镜分析证实,粉末激光成形是基于液相烧结机制,其中Cu,Co充当粘结相,WC充当增强相;而激光作用的非平衡性导致形成亚稳相CoC0.25.WC增强颗粒具有3种典型形态(未熔且团聚、部分熔化且部分团聚、熔化且弥散),表明粒径较大的WC以颗粒重排为主要成形机制,而粒径较小的WC则以溶解-析出为主导机制.烧结试样显微硬度平均值HV0.1为3898 MPa,且分布平稳.     

选区激光烧结WC-10%Co颗粒增强Cu基复合材料的显微组织

利用选区激光烧结工艺制备了WC-10%Co颗粒增强Cu基复合材料,其中WC-Co和Cu的质量比为3070.X射线衍射和扫描电镜分析证实,粉末激光成形是基于液相烧结机制,其中Cu,Co充当粘结相,WC充当增强相;而激光作用的非平衡性导致形成亚稳相CoC0.25.WC增强颗粒具有3种典型形态(未熔且团聚、部分熔化且部分团聚、熔化且弥散),表明粒径较大的WC以颗粒重排为主要成形机制,而粒径较小的WC则以溶解-析出为主导机制.烧结试样显微硬度平均值HV0.1为3898 MPa,且分布平稳.     

金属粉末选区激光熔化单道扫描热应力场的数值模拟

针对选区激光熔化工艺输入的局部集中的移动激光热源造成选区激光烧结过程中应力场分布不均匀、不稳定的问题,以316钢粉末为烧结材料利用有限元分析软件ANSYS对激光烧结应力场进行了数值模拟,通过改变单元属性的方法,解决材料的熔化、凝固问题并对模拟结果进行了实验验证。结果表明,激光烧结过程中,在光斑中心的前端存在着极大的热应力,这与实验结果基本一致。     

金属粉末选区激光溶化单道扫描热应力场的数值模拟

针对选区激光熔化工艺输人的局部集中的移动激光热源造成选区激光烧结过程中应力场分布不均匀、不稳定的问题,以316钢粉末为烧结材料利用有限元分析软件ANSYS对激光烧结应力场进行了数值模拟,通过改变单元属性的方法,解决材料的熔化、凝固问题并对模拟结果进行了实验验证.结果表明,激光烧结过程中,在光斑中心的前端存在着极大的热应力,这与实验结果基本一致.     

金属粉末爆炸烧结中微碰撞焊接引起的沉能研究

以不可压缩理想流体对称碰撞模型对金属粉末爆炸烧结中由微爆炸焊接引起的颗粒界面附近沉积的能量进行了分析,在考虑热传导效应的基础上推导出了焊接流场中二维形式的能量方程并用有限差分法对其进行了求解,在考虑冲击绝热压缩贡献的基础上计算出了焊接流场中的温度分布.结果表明：在适当的冲击压力下,爆炸粉末烧结过程中微爆炸焊接引起的焊接界面附近的温升将达到材料的熔点而引起材料熔化,颗粒熔化部分仅为其表面很薄的一层;爆炸焊接引起的材料温升随来流速度和碰撞角度的增大而升高.     

Role of hot-pressing temperature on densification and microstructure of ZrB2–SiC ultrahigh temperature ceramics

This examination is aimed to study the various densification mechanisms in the ZrB₂-SiC system at different sintering temperatures. For such an objective, hot-pressing process was implemented to fabricate three ceramics at sintering temperatures of 1650, 1850, and 2050 °C under 10 MPa for 1 h. According to the results, particle rearrangement and fragmentation were the predominant densification mechanisms at the lowest sintering temperature. Additionally, it was found that the activation of the liquid phase sintering mechanism was advantageous in the particle rearrangement at low temperatures. However, rising the sintering temperature to 1850 °C changed the dominant mechanism to the plastic deformation. Such a phenomenon was accompanied by the creation of many dislocations in both ZrB₂ and SiC grains. Implementing a higher sintering temperature (2050 °C) activated another consolidation mechanism called diffusion. This occurrence, together with the evaporation of the majority of the liquid phase at elevated temperatures, resulted in emerging transgranular fracture mode in the sample.     

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。     

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.     

基于非等径双球堆积模型和蒙特卡罗仿真模拟的纳米铜烧结互连机理分析

为了满足第三代半导体低温封装、高温服役的要求,纳米金属颗粒烧结封装互连逐渐替代传统钎料回流焊工艺,而高致密度烧结是实现高可靠性封装的必要条件之一.为了研究纳米铜颗粒烧结互连机理,首先通过非等径双球三维密集堆积模型构建理论颗粒配比与堆积孔隙率之间的关系,然后采用蒙特卡罗仿真模拟不同粒径比的双球模型颗粒烧结过程,最后通过纳...     

Optimization of the synthesis conditions of LiCoO2 for lithium secondary battery by ultrasonic spray pyrolysis process

LiCoO₂ powders for lithium secondary battery were successfully prepared by the ultrasonic spray pyrolysis process. In this work, the statistical experimental design method was used to compare the characteristics (particle size, standard deviation, surface area, tab density) of the LiCoO₂ particles according to the four parameters (synthesis temperature, sintering temperature, sintering time, sintering heating rate). The optimal synthesis conditions for the synthesis of LiCoO₂ particles in ultrasonic spray pyrolysis process were to be obtained. The above-mentioned optimal conditions were used to prepare the particles with particle size 4.7 μm (standard deviation: ±1.3%) and the experimental results were in a good agreement with simulated values. The oxide powders were characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and electrochemical method including charge–discharge cycling. The characteristics as a cathode for lithium ion battery depended on the sintering temperature and sintering time. Consequently, LiCoO₂ powders made by the ultrasonic spray pyrolysis process displayed a good electrochemical performance and the experimental design method was well applied.     

等径道角挤压预变形AZ61镁合金在半固态等温处理中的微观组织演变(英文)

利用金相显微镜和图像分析设备对等径道角挤压预变形AZ61镁合金在半固态等温处理中的微观组织演变进行研究。先利用等径道角挤压对AZ61镁合金铸坯在310℃进行应变诱导,然后将其在半固态进行不同时间的等温处理。研究结果表明:挤压道次、等温处理温度和变形路径影响预变形AZ61镁合金在半固态等温处理中的微观组织演变过程。在将等温处理温度从530℃升高至560℃的过程中,合金的平均晶粒尺寸从22μm增大到35μm。当等温处理温度为575℃时,平均晶粒尺寸减小。当等径道角挤压的变形路径为BC时,预变形AZ61镁合金在半固态等温处理中获得的微观组织晶粒尺寸最小。     

Selective laser sintering mechanism of polymer-coated molybdenum powder

A type of polymer-coated molybdenum powder used in selective laser sintering technology was prepared by coating polymer on molybdenum particles and frozen grinding techniques, with the maximum particle diameter of 71 μm. The laser sintering experiments of polymer-coated molybdenum powder were conducted by using the self-developed selective laser sintering machine （HLRP-350I）. The method of microscopic analysis was used to investigate the dynamic laser sintering process of polymer-coated molybdenum powder. Based on the study, the laser sintering mechanisms of polymer-coated molybdenum powder were presented. It is found that the mechanism is viscous flow when the laser sintering temperature is between 100 ℃ and 160 ℃, which can be described by a two-sphere model; and the mechanism is melting/solidification when the temperature is above 160 ℃.