碳化硅陶瓷的放电等离子烧结

采用添加了Al2O3和Y2O3助烧剂的碳化硅微粉为原料,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了碳化硅陶瓷. 分析了材料致密化过程,并重点研究了烧结工艺参数对材料致密度和力学性能的影响规律. 结果表明,当SPS工艺参数的烧结温度和压力分别为1600℃和50MPa时,经过5min的烧结,碳化硅陶瓷的致密度可达到99.1%,硬度为HV 2550,断裂韧性达8.34MPa·m1/2,弯曲强度达684MPa.     

烧结压力对Al90Mn9Ce1合金SPS致密化的影响

采用放电等离子烧结（SPS）技术,在50MPa,300MPa,600MPa单轴压力下,对固结气雾化法制备的粒度为20-45μm的Al90Mn9Ce1合金粉末,研究了压力和脉冲电流作用下的致密化过程。结果表明,提高烧结压力有助于粉末的塑性变形和幂率蠕变,促进Al90Mn9Ce1合金压坯的致密化。当烧结压力为600MPa时,在660K保温0min条件下,样品致密度达到99．2％,强度达到1048．5MPa,原始颗粒之间形成宽度为20nm的熔合区,界面结合良好。     

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 .     

甲酸处理的纳米铜无压烧结性能及高温老化研究

介绍了一种基于甲酸铜高温分解反应的纳米铜无压烧结工艺，旨在解决现有铜烧结技术中铜易氧化且需要辅助压力的问题。通过甲酸溶液对纳米铜颗粒（Cu NPs）进行预处理，生成致密的甲酸铜膜，经烧结后最终形成Cu-Cu接头。接头烧结质量试验表明，甲酸反应时间10 min、聚乙二醇（PEG）溶剂、0.048 mm砂纸打磨基材表面以及5℃/min的升温速率为最优烧结条件。在该条件下，实现了纳米铜无压烧结，制备的接头剪切强度可达16.18 MPa，电阻率低至570μΩ/m。经过200 h高温老化实验，接头的剪切强度仍可达到9.38 MPa，验证了该烧结工艺的可靠性。文中所提出的工艺为实现第三代半导体芯片的可靠互联提供了新思路。     

SPS预烧结制备超细晶梯度硬质合金

首先采用SPS预烧结和真空预烧结制备超细晶硬质合金,再经过梯度烧结使超细晶硬质合金表面形成梯度层,研究了不同预烧结方式对合金组织的影响,分析了预烧结后合金微观组织对超细晶硬质合金的梯度形成及晶粒生长的影响.结果表明,预烧结后合金的微观组织对梯度烧结后的梯度形成和晶粒生长有较大影响,经过SPS预烧结后的硬质合金进行梯度烧结后,可以获得梯度层厚度为 53μm,平均WC晶粒尺寸为0.3μm的超细晶梯度硬质合金.     

生坯制备工艺参数对反应烧结SiC组织性能的影响

分析了生坯制备工艺参数对反应烧结SiC显微组织和性能的影响。结果表明:石油焦含量、石油焦和SiC粒径及成型压力影响生坯气孔率与碳含量的匹配,从而决定了反应烧结SiC材料的组织和性能。当石油焦加入量为ωC=10%,SiC和石油焦粒径为42μm。生坯成型压力为140MPa时,可获得最佳的组织及性能配合,材料的断裂强度和密度分别为310MPa和3.11g·cm-3。     

放电等离子烧结制备超细WC-Co硬质合金

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了超细WC-10Co硬质合金.研究了烧结温度及烧结气氛对WC-Co硬质合金组织及性能的影响.研究发现:烧结体密度随烧结温度的升高而增大,但由于钴的蒸发,合金的成分偏离了原粉末的成分,且随着烧结温度的升高及炉内气压的降低,钴的蒸发速率加大.因此,通过提高炉内气压,可以使合金的成分基本接近原粉末成分,降低了合金的成分偏离.结果表明:炉内气压升高到200 Pa,烧结压力为30 MPa时,在1250℃烧结WC-10.07Co粉末5 min,烧结体中钴的质量分数可以控制在10.02%,密度和硬度分别达到了14.62 g.cm-3和HRA 92.4.     

超固相线液相烧结Inconel 718合金

以惰性气体雾化粉末为原料,采用超固相线液相烧结方法制备了Inconel 718粉末高温合金,研究了粉末合金的烧结温度和热处理制度对合金组织和力学性能的影响. 实验结果表明:在1240℃真空烧结120min可以制备出相对密度为98.5%的粉末合金,后续的热等静压处理可以将其相对密度提高到99.7%;经热处理后,合金的抗拉强度和延伸率分别为1280MPa和9%;析出相为球形γ′相、针状γ″相以及粗大的碳化物,平均晶粒大小在50μm以下.     

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.     

细晶Mo-40%Cu合金的烧结性能

采用溶胶—喷雾干燥—煅烧—氢还原工艺制取纳米晶Mo-40%Cu(质量分数)复合粉末,并利用该粉末制备具有优良物理力学性能的细晶Mo-40%Cu合金。研究烧结温度、时间对合金性能的影响,检测合金的物理力学性能,分析合金的显微组织与断口形貌特征。研究结果表明:采用该法制取的纳米晶Mo-40%Cu复合粉末烧结活性高,其成形压坯在1 050～1 100℃于H2气氛中烧结保温60 min即可实现材料的快速致密化,合金的相对密度可达到98%以上,最大拉伸强度和伸长率分别为630 MPa和6.97%,且组织晶粒细小(平均粒径小于1μm)。     

合理垂直烧结速度的研究

通过考查气流速度的变化研究垂直烧结速度随烧结过程的变化规律。结果表明:垂直烧结速度并非固定不变,而是随着烧结过程的逐步进行发生显著变化;点火保温后,随烧结物理化学反应的进行,燃烧带逐渐形成并变宽且产生过湿现象,导致料层的透气性显著变差,烧结速度显著下降,直至约25 min后过湿层完全消失,透气性变好,烧结速度迅速上升。根据垂直烧结速度变化规律,通过改变负压烧结,进行烧结速度优化实验,结果表明:在保持转鼓强度及成品率基本不变的情况下,将垂直烧结速度由20.08 mm/min提高到21.82 mm/min,利用系数由1.401 t/(m2-h)提高到1.587 t/(m2-h)。     

铁矿粉烧结技术进展

 在铁矿粉烧结过程中,需要充分把握铁矿粉的烧结行为和作用,考察其同化性、液相流动性、黏结相自身强度、连晶固结强度等烧结基础特性,有助于企业通过烧结优化配矿有效使用铁矿粉资源。近年来,国内外在铁矿粉烧结理论和技术方面取得了长足的进步,尤其体现在低温烧结、厚料层烧结技术的发展、褐铁矿使用技术的完善、预还原烧结的开发、镶嵌式烧结的设计、高温特性研究的不断深入等方面。这些技术的创新主要围绕如何高效利用铁矿粉资源进行,通常是源于资源的劣化和环境的恶化。然而,铁矿粉的优与劣其实是相对的,通过发挥其优势、抑制其劣势的方式,使得这种矿从劣质变为相对的“优质”,并通过这些新技术使其优点凸显、缺点被弥补,那么该矿的使用量、技术指标就能得到提高,也就具有“优”的品质。通过这些研究,实现了对劣质铁矿粉资源的高效利用。本文对此进行综述。     

微波促进陶瓷烧结的微观机制

微波能促进陶瓷的烧结，已是不争的事实，但对如何促进的微观机制的理解很不一致，本文从微波电场使带电缺陷，如空位间隙离子，产生定向移动的角度．分析了微波对扩散的促进作用，进而指出在微波烧结中，相对于常规烧结，微波只是促进了平行于电场方向的致密化，在宏观上对于电场方向不随时间转向的偏振电磁波，应能观察到平行电场方向的收缩率大于垂直于电场方向的收缩率．     

Sialon陶瓷的常压烧结

在Si3N4,Al2O3,AlN和Y2O3混合料常压烧结过程中,由于过程反应生成SiO,CO,N2等气相物质和由于Si3N4原料在高温常压下分解压高,从而常压烧结致密化过程始终伴随着一个失重的塑致密化过程．为了解决这一问题,作者研究了填料成分、烧结温度、烧结时间等工艺条件对Sialon陶瓷常压烧结密度的影响,分析了烧结过程的物理化学机制和致密化机制．4种填料分别为Si3N4,Si3N4+SiO2,Si3N4+Al2O3+AlN和Si3N4+Al2O3+AlN+BN．被烧料典型配方为Si3N465%～70%,Al2O320%～25%,AlN10%,另加6%Y2O3．当填料成分为70%Si3N4+24%Al2O3+3%AlN+3%BN时,制得了相对密度达99%,抗弯强度达612.2MPa的常压烧结Sialon陶瓷．研究结果表明对于通式为Si6-ZAlZOZN8-Z的Sialon陶瓷,当Z=2时,其最佳烧结温度为1750℃,烧结时间为40min;Sialon的烧结过程是1个多因素控制的瞬时液相烧结过程．     

碳化硼烧结动力学和烧结机制

研究了碳化硼（Ｂ４Ｃ） 压坯烧结时线收缩和密度与烧结温度和烧结时间的关系,根据黄培云综合作用烧结理论,得出了表征密度参数与烧结温度关系的烧结方程以及烧结动力学方程．根据动力学方程的系数,推断碳化硼的主要烧结机制为体扩散,同时有晶界扩散发生．计算了烧结表观活化能．     

铁矿石烧结终点的优化控制

根据铁矿石烧结过程的特点,提出了烧结终点的长期和短期控制策略．长期控制根据原始料层透气性以及垂直烧结速度的状态,通过调整料高或机速实现;短期控制通过调整机速,稳定废气温度上升点实现．采用自定中心、非线性量化、控制规则自调整等方法实现了模糊控制算法的自适应．提出了用垂直烧结速度描述烧结过程透气性的观点,采用系统辨识的方法建立了垂直烧结速度的预报模型．应用结果表明：所建预报模型的准确率较高,达95％以上;系统的使用可使烧结过程主要状态参数（烧结终点位置、温度、大烟道温度等）的波动降低18％～29％．     

氮化硅陶瓷添加剂和制备工艺的研究进展

随着对氮化硅陶瓷研究的不断深入,其热学性能、介电性能有了极大的改善,使之可应用在电子器件等领域。总结了制备氮化硅陶瓷材料所使用的烧结助剂,包括氧化物烧结助剂、非氧化物烧结助剂和其他烧结助剂;比较了氮化硅陶瓷材料的烧结方式,包括热压烧结、气压烧结、放电等离子烧结、无压烧结和反应烧结;论述了与氮化硅相关的复合材料的研究进展;展望了氮化硅陶瓷材料研究的发展趋势。     

Si/Mo结构烧结应力随烧结温度的变化

提出了一种新的低温烧结硅/钼结构的方法.根据热弹性理论和复合材料层间应力理论,分析了不同烧结温度下硅/钼结构的层间应力情况,并采用红外光弹系统测量了硅片中的应力分布.实验结果表明,硅片中的应力分布随烧结温度的不同而不同,应力随烧结温度的降低而减小.将实验结果与理论结果进行比较,发现两者吻合较好,从而验证了理论分析的正确性.     

超细晶粒WC—Co硬质合金的收缩与晶粒长大

采用复合烧结工艺（真空烧结＋热等静压烧结）制备超细晶粒ＷＣ－Ｃｏ硬质合金,研究了烧结过程中的超细合金的收缩及晶粒长大行为。结果表明,在常规的固相烧结阶段,局部微区内的液相烧结使超细晶粒ＷＣ－Ｃｏ硬质合金的收缩及晶粒长大行为不同于普通晶粒硬质合金。在此阶段,ＷＣ晶粒出现较严重的早期晶粒长大现象,导致合金的收缩占总体收缩量的９０％以上。     

铜基航空刹车材料的烧结温度与烧结压力

采用粉末冶金的方法制备一种新型铜基粉末冶金航空刹车材料,研究烧结压力和烧结温度对材料显微组织和致密化的影响以及由此引起的材料摩擦磨损性能和行为的改变。结果表明:当烧结压力由0.5 MPa增加到1.5 MPa时,材料的孔隙度显著减少,材料的摩擦因数明显减小,磨损性能得到显著改善;当烧结压力由1.5 MPa提高到2.5 MPa时,材料的孔隙度进一步降低,但降幅较小,材料磨损性能稍有提高;当烧结压力达到2.5 MPa以后,继续提高烧结压力对材料的致密化程度以及摩擦磨损性能影响不大;当烧结温度由900℃升高到930℃时,材料密度显著增加,材料的磨损性能得到显著改善;当烧结温度由930℃增加至1 000℃时,材料致密化程度进一步增加,但材料的磨损性能变化不大。