镁颗粒在烧结过程中的变化方式及其对泡沫铝制备的影响

 研究了粉末冶金法制备泡沫铝材料过程中,提高可发泡预制坯致密度的方法.分析了预制坯制备过程中影响致密度的因素以及致密化过程;研究了烧结处理过程中烧结温度、烧结时间对预制坯内部组织结构及其致密度的影响.着重分析了烧结处理对Mg颗粒以及泡沫铝孔径结构的影响.对于粉末粒度为75~150μm的原料粉末来说,将在400MPa的压制压力下制备的预制坯进行450℃烧结处理2h以上,可提高预制坯的致密度并能够增加基体的连续性,烧结后Mg颗粒尺寸为原来的2~3倍.实验结果表明：采用冷压的方式,在400MPa的压力下,对经过450℃烧结2h后的预制坯进行发泡,可以得到孔径均匀、孔隙率高的泡沫铝材料.     

烧结压力对铜粉放电等离子烧结的影响规律

研究了平均粉末粒度为1μm的铜粉在不同压力条件下的放电等离子烧结过程,系统分析了压坯的密度和微观组织与烧结升温阶段的初始压力和保压压力之间的关系. 结果表明:烧结温度为800℃,初始压力为1MPa,保压压力为50MPa的烧结工艺,可以制备相对密度大于98%,平均晶粒度小于10μm的烧结铜. 同时发现,采用SPS工艺制备的烧结铜沿厚度方向存在不同于传统双向压制的密度分布,SPS烧结铜的表面密度低于心部密度.     

成形剂对碳化硼压坯密度和烧结密度的影响

研究了葡萄糖、酚醛树脂、硬脂酸以及酚醛树脂加硬脂酸这4种成形剂的加入量和成形压力对碳化硼压坯密度的影响,探讨了碳化硼压坯密度和烧结密度的关系.研究结果表明加入葡萄糖所得到的碳化硼压坯密度最高;碳化硼烧结密度随压坯密度的增加呈正比例增加;颗粒间接触面积增加有利于扩散,但当压坯密度为1.87 g/cm3时(对于粉末4),这种线性关系的斜率明显变小,说明压制压力不需过大;所选用的成形剂在烧结过程中分解成碳并残留在压坯中,这些新生态的碳对烧结起活化添加剂的作用.因此,加入这些成形剂既提高了碳化硼压坯密度,又导致其烧结密度增加.     

成形方法对多孔钨组织和性能的影响

研究了单向压制和冷等静压方法制备不同粉末粒度的多孔钨收缩率、组织和显微硬度的变化规律.单向压制的烧结多孔钨,从坯体底部到顶部,径向收缩率逐渐降低,显微硬度增大;经冷等静压复压成形的多孔钨,径向烧结收缩率基本相同,显微硬度分布均匀.随着粉体粒度的增大,多孔钨的密度降低,显微硬度降低.进而分析了多孔钨显微硬度的分布规律与密度及显微组织的关系.     

含Fe-Mo-B预合金粉铁基合金的温压成形与液相烧结

研究了含Fe-Mo-B预合金粉的铁基合金的温压和液相烧结行为,分析了成形温度和压制压力对压坯密度的影响,对比了不同Fe-Mo-B预合金粉含量下烧结前后试样的密度和显微组织. 结果表明:与常温成形相比,温压能够明显提高压坯密度,在120℃时含10%和15.4% Fe-Mo-B预合金粉的压坯密度分别提高0.34g·cm-3和0.32g·cm-3;混合粉中加入一定量的Fe-Mo-B预合金粉,压坯烧结时可形成液相烧结,促进材料的致密化,密度最大可达7.49g·cm-3,其相对密度为97.74%,并可获得典型的贝氏体组织.     

Y-TZP纳米陶瓷的制备、结构及力学性能

采用沉淀法制备的Y-TZP纳米粉体经冷压成型后烧结成Y-TZP纳米陶瓷.结果表明,Y-TZP纳米陶瓷的密度随着烧结温度的升高和烧结时间的延长而增大,但随成型压力和初始粉体颗粒的增大而减小.而陶瓷平均晶粒尺寸随成型压力的增大和烧结时间延长而长大.烧结过程中大量单斜相ZrO2生成改变了Y-TZP纳米陶瓷的烧结行为和微结构.采用无压烧结获得了相对密度为98%、平均晶粒尺寸为60 nm的Y-TZP纳米陶瓷.Y-TZP纳米陶瓷的显微硬度主要取决于陶瓷的相对密度、相结构和晶粒尺寸,即陶瓷的四方相质量分数越高,相对密度越大,晶粒尺寸越小,则显微硬度越高.     

B_4C粉末的气流粉碎及烧结

采用气流粉碎对B4C粗粉 (比表面积为 0 5 2m2 g,中位粒度为 2 0 4μm)进行粉碎实验 ,研究了气流粉碎次数对粉末性能、压坯密度和烧结密度的影响及成形压力和烧结温度对B4C烧结密度的影响 .研究结果表明 :当粉碎次数达到 3次后 ,可获得中位粒度小于 1μm的B4C超细粉末 ;经过 4次气流粉碎的B4C超细粉末 ,其比表面积为2 5 3m2 g ,中位粒度为 0 5 6 μm ;该粉末于 2 2 5 0℃无压烧结 1h ,其烧结密度为 2 0 7g cm3 ,达到理论密度的82 .5 % ,平均晶粒粒度为 5 0 μm .可见 ,气流粉碎能改善B4C的烧结性 .     

多孔Ti的正压氛围烧结条件及其影响

以高纯Ti粉为原料,在正压(<0.1 MPa,表压)高纯Ar保护下,对多孔Ti的制备条件进行研究。结果表明:Ti粉体中加入的黏结剂聚乙烯醇(PVA)和致孔剂NH4HCO3可通过300～350℃前期热处理除去;体积收缩率随烧结温度的升高和保温时间的延长而增大,当烧结温度>1 000℃时,可得到微观形貌圆滑、具有较粗烧结颈的Ti材料;在实验条件下保温时间从1 h延长至3 h,体积收缩率增加量可达10%;多孔Ti的密度随成型压力的增大而增大,在成型压力>230 MPa时密度随压力变化渐趋平缓;体积收缩率随成型压力的增大而降低,二者呈近线性关系,其中成型压力100 MPa时的试样体积收缩率可达27%;实验制备的多孔Ti在测试中发生塑性屈服,屈服强度可达222.36 MPa,显示了较高的屈服强度和较好的抗压性能。     

BeO陶瓷干压成型工艺参数的优化

采用干压成型制备BeO陶瓷,通过分析BeO陶瓷的坯体密度和断口形貌,研究加压压力、加压速度、保压时间、粘结剂等工艺参数对BeO陶瓷成型工艺的影响.研究结果表明:干压成型制备BeO陶瓷过程中,加压压力、加压速度、保压时间、粘结剂等工艺参数可以明显影响BeO陶瓷的坯体密度:为得到致密度高、热力学性能优异的BeO陶瓷,必须对加压压力、加压速度、保压时间、粘结剂等工艺参数进行优化;当压力为120 MPa,保压60 S,加入质量分数为1%的PVA作为成型剂压制时能得到致密度较高的BeO陶瓷坯体.     

高能球磨法制备Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷及其表征

采用高能球磨法制备粉体.粉体球磨60 h后在900℃保温3 h预烧合成Mg4Nb2O9纯相,研究了由高能球磨所得粉体制备的Mg4Nb2O9陶瓷的相结构、显微组织和微波介电性能随烧结温度的变化关系.X射线衍射检测Mg4Nb2O9陶瓷在1 150～1 200℃烧结过程中有微量的MgNb2O6和Mg5Nb4O15杂相产生,烧结温度高于1 200℃时,样品为Mg4Nb20g纯相;样品收缩率和密度随烧结温度的增大而增加,在1 200℃趋于饱和,分别为13.6和4.22 g/cm3(相对密度96.42%);样品的气孔含量随烧结温度增大降低,晶粒尺寸随烧结温度增大而增大,介电常数和品质因数随烧结温度的增大而增加;1 200℃烧结的样品具有高的致密度、清晰的显微组织,平均晶粒尺寸为3.5 μm,微波介电性能εr=12.6,Q·f=133164 GHz,τ=-56.69×10-6/℃.实验结果表明.高能球磨有效促进球磨后粉体在900℃低温合成Mg4Nb2O9纯相;并降低Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度到1 200℃,改善了陶瓷的谐振频率温度系数,有望成为新一代中温烧结微波介质材料.     

氧化铝粉体粒径对摩擦盘成瓷的影响

氧化铝陶瓷摩擦盘的烧结成瓷过程及其产品的密度与其粉料粒度大小及辅料成分有很大的依赖关系,摩擦盘的密度及强度随着粉料粒度降低而上升.本文自行设计了一种利用球磨时间调节氧化铝粉料颗粒大小和粒径分布的试验方法,对氧化铝粉料进行了不同时间的球磨,烧结出两种氧化铝含量及粉料粒度不相同的摩擦盘.比较产品硬度和密度,结合电镜分析,结果表明,长时间的球磨不仅能降低氧化铝粉体颗粒的平均粒径,也使粒径分布更加集中.在平均粒径为1μm时烧结出的摩擦盘未得到理想密度,平均粒径为0.7μm时碍到很好的烧结效果.     

高能球磨Cu-Zr复合粉体的特性与压制烧结过程研究

文章介绍了采用高能球磨法制备Cu-Zr复合粉体,采用SEM、XRD等方法研究粉体的机械合金化过程,并进一步研究了其冷压成形和烧结过程.结果表明:随着球磨时间的延长,一部分Zr固溶到Cu中,形成Cu-Zr过饱和固溶体,另一部分则与铜生成铜锆金属间化合物;粉体由片状转变为近球状,显微硬度逐渐增加;当球磨超过15 h后,复合粉体硬化,为了得到某一密度的压坯,需要更高的压制压力.     

用于YAG透明陶瓷的喷雾造粒改性粉体的制备

通过喷雾造粒方法对共沉淀合成的纳米粉体进行改性,制备出球形的纳米颗粒.用XRD对粉体进行物相分析;用TEM观察了改性前粉体的颗粒形状、尺寸大小和团聚情况;用SEM观察改性前后粉体的团聚体的颗粒形状、尺寸大小与分散性,以及陶瓷热腐蚀抛光后的表面形貌.结果表明:PVB添加质量分数1.0%为最优添加量;改性后粉体所制素坯的密度显著提高,从而影响陶瓷的致密度和晶界形貌;经真空烧结制备出相对密度达99.95%的无孔净晶界YAG透明陶瓷,陶瓷晶粒的平均尺寸为10μm左右,尺寸分布较均匀,晶界清晰,晶粒中与晶界处较干净,无杂质与气孔的存在.     

流延成型制备8YSZ电解质薄片及其性能研究

探索了以YSZ纳米粉体为原料,采用流延成型的方法制备YSZ电解质薄片的工艺过程,研究了YSZ纳米粉体及流延后坯体的性能,以及通过实验获得的瓷体性能.粉体粒度分布窄,在0.1～0.3 μm之间,中位径为0.157 μm.坯体在968.9℃开始有明显收缩,在1 279.9℃收缩最快,而在1400℃后,收缩值基本稳定于20%.坯体的致密度良好,相对密度为64.1%.通过烧结得到的瓷体的相对密度可达97.8%,晶粒细密均匀,大小为1～4 μm,晶界明显.YSZ薄片随温度的升高表现出良好的电性能,在900℃时的电导率达0.106 S/cm.     

重结晶碳化硅制品等静压成型研究

传统的重结晶碳化硅制品成型方式,以干压成型、注浆成型、可塑成型为主,研究了重结晶碳化硅制品的等静压成型工艺。等静压成型重结晶制品,是将重结晶碳化硅制品的原料:50~200μm的碳化硅粒度砂和5~20μm的碳化硅微粉按一定比例,加上粘结性较强的水溶性纤维素和聚乙烯醇,加入成型模具,利用等静压机成型出密度高、强度大的重结晶碳化硅制品素坯。通过实验、测试分析、结果讨论,研究了成型压力、保压时间以及粘结剂含量对碳化硅制品素坯密度、强度和素坯和成品的微观结构的影响。通过扫描电镜分析:等静压成型的重结晶碳化硅制品的素坯和烧成品,致密度高,坯体中很少有气孔。研究结果还表明:随着成型压力增大,密度也不断增大,最佳成型压力为200 MPa;保压时间的长短,对素坯密度、强度也有影响,最佳保压时间为160 s,实验选用粘结剂最佳含量为2%.与传统成型方法相比,冷等静压成型所得的素坯和成品强度大、密度高、坯体均匀。     

放电等离子体烧结制备高透明羟基磷灰石陶瓷

以合成的介孔羟基磷灰石(HAP)粉体为原料,利用放电等离子体烧结(SPS)技术制备得到了HAP透明陶瓷。通过扫描电镜、透射电镜、纳米粒度仪、吸收光谱仪等仪器系统研究了粉体粒径、烧结温度及烧结压力对HAP透明陶瓷透过率的影响。结果表明：粉体粒径呈梯度分布有利于提高陶瓷的透过率,粉体粒径过小会导致烧结过程中气体难以排出,粒径过大会导致陶瓷内部的米氏散射增强;烧结温度过高会导致陶瓷中晶粒过分长大,米氏散射增强,透过率降低;烧结压力增大有利于减少陶瓷中残留的气孔,提高透过率。当烧结温度为900℃、烧结压力为100 MPa时,所制备的陶瓷在可见光550 nm处的透过率达80%以上。     

金刚石/硅复合材料的制备和导热性能

为探索新型热沉用散热材料,采用高温高压方法烧结制备了金刚石/硅复合材料,并研究了金刚石大小粒度混粉、金刚石含量、渗硅工艺以及金刚石表面镀钛对复合材料的致密度和导热性能的影响.结果表明:在大粒度金刚石粉中掺入小粒度金刚石粉、渗硅和金刚石表面镀钛处理都可提高金刚石/硅复合材料的致密度和热导率;随着金刚石含量增大,复合材料热导率提高;其中75/63μm镀钛金刚石颗粒与40/7μm金刚石颗粒的混粉,当混粉质量分数为95%时,在4～5GPa、1400℃高温高压渗硅烧结,金刚石/硅复合材料的热导率可高达468.3W·m-1·K-1.     

超细晶粒W-Ni-Fe合金烧结收缩动力学特征

利用高温膨胀仪在氢气气氛下测定和研究了粉末平均晶粒≤150 nm 的W-(Ni-Fe)10%合金在烧结过程中的膨胀——收缩动力学曲线特征、起始收缩温度、剧烈收缩温度、收缩速率与W粉的平均粒径、烧结温度、升温速度以及压坯密度的关系.结果发现超细粉末压坯开始及剧烈收缩温度分别为970℃和1240℃,最大收缩速率为9μm/℃.压坯密度愈高,合金收缩率愈低; 压坯密度一定时,烧结温度愈高,合金收缩率愈大.     

压实黄土压缩特性研究

压实黄土广泛应用于实际工程中,其压缩特性是黄土路基工程、地下工程、边坡工程设计计算的重要参数.进行了一系列控制干密度和含水率的固结压缩试验,研究了压力、干密度和含水率对压实黄土的压缩特性的影响.试验结果表明:压力增大,压实黄土的压缩模量增大;含水率一定,随干密度的增加,压缩模量逐渐增大,压缩模量增量在含水率较小时,随干密度增大呈先减小后增大趋势,在含水率较大时,随干密度增大呈逐渐减小趋势;干密度一定,随含水率的增加,压缩模量减小,减小幅度随着含水率的增大而逐渐减小;并且干密度越大,趋势越明显.压实黄土的压缩模量-含水率关系可以用指数函数Es=aebw来表达.     

一种烧结铁基合金Fe-Cr-Mo-Ni-Co-C的热致密化过程

利用金相、扫描电镜和密度测试等方法研究Fe-Cr-Mo-Ni-Co-C合金的致密化过程，烧结过程中烧结密度与压实密度的关系，烧结致密化过程中孔隙的变化规律与烧结体积的收缩规律。通过研究舍金烧结体积的收缩规律，提出临界压坯密度的概念，并从理论上推导出临界压坯密度计算方程。研究结果表明：合金中的孔隙主要有2种类型，即粒径为30μm左右的大孔隙和粒径在10μm以下的小孔隙，这2种孔隙分别由生坯中的2种主要间隙在烧结过程中演变而成。