AlN-BN复合陶瓷的结构与性能

以碳热还原法合成的AlN粉末和市售BN粉末为原料, 利用无压烧结工艺制备AlN－BN复合陶瓷, 研究了AlN－BN复合陶瓷结构和性能的关系.结果表明: 随着BN含量的增加, 在复合陶瓷中逐渐形成卡片房式结构, 阻碍材料的收缩和致密, 复合材料的致密度下降, 热导率和硬度也随之下降, 综合考虑热导率和硬度因素, 认为利用常压烧结工艺制备可加工AlN－BN复合陶瓷时, BN质量分数在10%～15%之间是合适的, 可以制备出热导率在100～140 W·m-1·K-1, 硬度HRA在55～75之间的AlN－BN复合陶瓷.     

Mechanical properties and microstructure of Ti-6Al-4V compacts by metal injection molding

Ti-6Al-4V compacts were fabricated by metal injection molding(MIM). Influence of vacuum sintering time on mechanical properties and microstructure of the sintered compacts at 1 260 ℃ were investigated. The experimental results show that the compacts sintered at 1 260 ℃ for 3 -6 h, which was made from hydrogenation-dehydrogenation(HDH) powder(average particles size is 45 μm), have a relative density of 95.6%- 96.7%, ultimate tensile strength of 648 - 686MPa and 0.2% yield strength of 526 - 615MPa; but a lower elongation(＜4%) and that the compacts sintered at 1 260 ℃ for 2 - 6 h, which was made from 90% gas-atomized powder(average particles size is 32.5 μm) and 10 % HDH powder, have higher relative density(＞95 %), ultimate tensile strength of 800 -848MPa,0.2% yield strength of 712 - 762MPa and high elongation (7.4%- 9.5%). When the sintering time is increased,porosity decreases and microstructure of sintered products changes from equiaxed to typical Widmanstatten, the average sizes of prior β grains, α colonies and α phase thickness in the β grains increase accordingly. After HIP treatment,pores obviously become less, microstructure of alloy is refined and mechanical properties are greatly improved.     

生物医用多孔钛及钛合金激光快速成形研究进展

多孔钛及钛合金具有良好的生物相容性和与人骨更匹配的力学性能,是人体理想的替代材料,因此其制备技术及相关性能研究引起了广泛关注。激光快速成形是一项先进的制造技术,在制备生物多孔金属材料时具有独特的优势。介绍了激光快速成形的工作原理和技术特征,根据成形工艺特点简要回顾了4种代表性激光快速成形技术(选择性激光烧结、选择性激光熔化、激光近净成形和激光立体成形)的国内外发展现状,并重点论述了这几种技术在制备生物医用多孔钛及钛合金方面的最新研究进展,最后指出了今后在该领域的主要研究工作。     

磁温度补偿合金对永磁体补偿效果的表征

采用外补偿法改善Nd-Fe-B永磁材料的磁性能温度稳定性。讨论了磁温度补偿合金与永磁体组合后的磁性能和温度稳定性的表征。研究表明:用组合磁体的最大磁能积可以表征其磁性能,用开路法测试的可逆磁通温度系数可表征组合磁体的磁性能温度稳定性。用本实验室开发的磁温度补偿合金得到的组合磁体的可逆磁通温度系数小于0.001%/℃(20~100℃),室温下的最大磁能级达到195 kJ.m-3。外补偿法不仅能够有效地改善Nd-Fe-B永磁材料的磁性能温度稳定性,而且能够保持较高的磁性能。     

粉末特性对AlN陶瓷致密化的影响

以沉淀前驱物和低温燃烧合成前驱物为原料，利用碳热还原法制备出比表面积分别为4．26m^2／g和17．4m^2／g的两种AlN粉末，以该两种粉末为原料制备AlN陶瓷，研究了粉末比表面积对AlN陶瓷烧结行为的影响。结果表明：粉末比表面积是影响AlN烧结行为的关键因素之一，对于燃烧合成前驱物制备的AlN粉末试样，没有添加Y2O3烧结助剂时在1700℃获得致密，添加Y2O3烧结助剂后，试样的烧结致密化温度降低为1600℃；而对于沉淀前驱物合成的AlN粉末试样，添加烧结助剂后仍需要在高于1800℃才能获得致密。探讨了粉末比表面积对AlN陶瓷烧结行为的影响机理，并利用SEM对陶瓷烧结过程中的显微结构变化进行了表征。     

ZnO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2系微晶玻璃与可伐合金的润湿性能

研制了一种新型的与可伐熔封的ZnO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2系微晶玻璃,研究了不同工艺条件下微晶玻璃与可伐合金间的润湿角大小,结果表明,熔封气氛和熔封温度对润湿性能影响很大,熔封时间影响最小.采用最佳的工艺条件,其润湿性能与现有的其它玻璃润湿性能相似.同时发现玻璃与可伐合金间的润湿角保持在10°～30°之间能得到质量良好的熔封产品.在基本不改变传统工艺制度的条件下,可完成锌铝硼硅系微晶玻璃与可伐合金的熔封,即利用排蜡过程同时完成微晶玻璃的形核,熔封后在稍低温度保温或减慢冷却速度可以完成微晶玻璃的结晶过程.锌铝硼硅系微晶玻璃与预氧化可伐合金的封接依靠玻璃中的SiO_2与FeO或Fe_3O4发生界面反应形成牢固的结合.     

粉末注射成形TiAl超固相线液相烧结工艺研究

以Ti-47.5%Al-2.5%V-1.0%Cr(原子数分数)气雾化预合金粉末为原料,采用粉末注射成形工艺制备了TiAI合金材料,重点研究了该TiAI合金超固相线液相烧结温度区间和保温时间以及烧结体显微组织、密度和压缩性能的变化规律.结果表明:烧结温度在1410～1450℃,保温时间在1h以内,烧结体可以致密化;在1 450℃保温30min,烧结体相对密度可以达到95%,烧结体的抗压强度为2 105MPa,压缩率达到30.9%,接近铸态合金力学性能;随烧结温度升高,烧结体近片层组织中的7等轴晶逐渐减少,片层团逐渐增加.     

钛合金粉末注射成形溶剂脱脂工艺研究

采用粉末注射成形方法制备了钛合金坯体，然后利用溶剂脱脂方法脱除坯体中可溶性粘结剂。通过对溶剂脱脂动力学分析表明，在脱脂过程中，存在动力学控制步骤转化的过程，提出了脱脂临界厚度的概念。当厚度超过5mm时，试样脱脂过程受扩散控制，在常温下进行溶剂脱脂时，其扩散系数为1．86×10^-6cm^2·s^-1，活化能为12．96kJ．mol^-1.K^-1；在厚度小于5mm时，试样脱脂过程受粘结剂溶解和扩散混合控制。     

粉末冶金法制备AZ91镁合金的组织及热性能

采用粉末冶金方法制备了AZ91镁合金,研究了烧结温度对合金的致密度和热导率的影响规律,并对烧结样品的物相和显微组织进行了分析.研究发现,AZ91镁合金的最佳烧结温度为610℃,致密度可以达到97.4%,实验条件下所获得的最高热导率可达到63.1W·m^-1·K^-1.X射线衍射和扫描电子显微镜结果分析表明,烧结合金组织主要由α-Mg固溶体和β-Mg₁₇Al₁₂相两相组成,其中β-Mg₁₇Al₁₂相表现出离异共晶β相和非连续析出β相两种主要存在形态.     

热处理对粉末注射成形钛合金的组织与性能的影响

采用粉末注射成形方法制备了钛合金坯体,利用溶剂脱脂和热脱脂方法脱除坯体中粘结剂,并在真空气氛下烧结致密钛合金样品.真空烧结后,经960℃和140MPa热等静压处理,在720~760℃进行1~1.5h退火处理获得的样品微观结构为均匀的双态组织,由许多等轴较小的α晶粒和少量尺寸较小的β晶粒组成.XRD分析结果表明,当退火温度高于800℃时,样品存在Ti₃Al杂质相.