微波烧结制备ITO靶材的工艺

采用单相ITO(indium tin oxide,铟锡氧化物)复合粉末,经过压制成形后,在纯氧气氛下微波烧结制备ITO靶材,研究烧结温度、保温时间和压制压力等主要工艺参数对ITO靶材致密化的影响。结果表明:靶材的相对密度随烧结温度升高而增大;在1 600℃烧结时,靶材的相对密度随保温时间增加先增大后减小,在保温1.5 h时相对密度达到最大值(98.67%),高温长时间烧结对ITO靶材的致密化不利。微波烧结的ITO靶材显微组织均匀,晶粒尺寸较均匀,约为6～8μm。不同温度下制备的ITO靶材均无SnO2相析出,仍是单一的固溶体相,不存在第二相。     

细晶W-15Cu材料的制备研究

利用机械合金化工艺制备了颗粒尺寸为0．5μm、W晶粒尺寸为10am的纳米晶W-Cu粉末，研究了其烧结致密化行为、烧结合金显微组织及其性能，并考察了其晶粒长大特性。结果表明：烧结温度和时间的增加有利于致密化，1300℃烧结30min，合金取得了99％的相对密度；硬度随烧结温度、时间的增加而增加，在1375℃烧结30min，硬度为HB321。W晶粒随着烧结温度的升高而增大，1200℃烧结30min获得了相对密度为98％以上、硬度为HB264、晶粒尺寸约为350am的细晶W-Cu合金。     

钇稳定二氧化锆流延成型薄膜的无压烧结研究

讨论了流延法制备的钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷薄膜的无压烧结过程.通过SEM、TG-DTA和XRD等手段对素坯和烧结过程进行微观检测和表征.结果表明,固体含量为55%(质量分数)的素坯薄膜,在75℃～1000℃温度区间,有机添加剂的烧除对最终烧结体的致密化贡献不大,但对陶瓷薄膜的形变影响很大,YSZ素坯薄膜内有机添加剂的匀速烧除,能够有效控制流延法制备陶瓷薄膜的起翘开裂,且能够有效抑制最终烧结体内气孔的数量,对最终致密化起促进作用;在1000℃～1450℃的温度区间,陶瓷薄膜的晶粒生长和致密化主要以表面物质扩散机制进行,且晶粒的生长和致密化同步进行.在最佳烧结温度1500℃时相对密度达到最大值98%左右,随后,晶粒的尺寸随温度及保温时间的增加而增大,而密度有所下降.     

SPS法制备高密度烧结铜的工艺研究

采用平均颗粒度为3 μm的铜粉,利用放电等离子烧结(简称SPS)分别在700,750和800 ℃进行快速烧结,并系统研究了烧结体的密度和微观组织.结果表明,采用在升温阶段施加＜15 Mpa的压力作为初始压力,在保温和冷却阶段的烧结压力＞45 Mpa的烧结工艺,可以获得相对密度＞98%的致密铜烧结体.铜烧结体的密度随着烧结温度的提高而升高,其中800 ℃时铜烧结体的相对密度＞99.5%,而采用从烧结开始就施加30 Mpa初始压力的烧结工艺制备的烧结铜,其相对密度＜98%.烧结温度为700 ℃时,微观组织的晶粒度可以细化到10～15 μm.     

烧结参数对羰基铁粉放电等离子烧结的影响

采用放电等离子烧结技术烧结羰基铁粉,研究烧结温度和保温时间对烧结致密度、硬度及晶粒尺寸的影响.结果表明:当烧结温度为600℃时,烧结体的相对密度达到95%以上;而当烧结温度超过600℃时,烧结体密度几乎不再发生变化.同时发现保温时间对烧结体的相对密度影响不大,但硬度随保温时间的延长而增大.烧结体的晶粒尺寸随烧结温度的升高和保温时间的延长而长大,但是长大的幅度较小,与原始粉末的粒度在同一数量级.     

超细WC-Co硬质合金的微波烧结研究

采用微波烧结工艺制备了WC-Co超细硬质合金,并研究了烧结工艺对烧结样品性能的影响。结果表明:微波烧结与真空烧结WC-Co超细硬质合金相比烧结温度更低,保温时间更短,在1300℃的烧结温度下瞬时保温(0min),密度就可达到14.27g/cm3,而且在烧结温度1350℃保温0min时硬度HRA达到94.0,并且样品WC晶粒尺寸在烧结过程中长大不明显,随着烧结温度的提高和保温时间的增加WC晶粒尺寸的变化不大。     

喷雾干燥-氢还原制备超细/纳米晶W-10Cu粉末及其烧结行为

采用喷雾干燥-氢还原法制备超细/纳米晶W-10Cu(质量分数,%)复合粉末,并经过压制和烧结制备W-Cu复合材料,系统研究烧结温度和保温时间对该材料性能和组织的影响,以及在1 100～1 300℃温度范围内的烧结激活能。结果表明,W-10Cu还原粉末晶粒度仅为30～60 nm;在1 200℃烧结时开始发生明显的致密化行为;随烧结温度升高相对密度增大,当烧结温度升高到1 300℃时W-10Cu复合材料的相对密度为90%,但当温度达到1 460℃时有所降低。1 420℃保温90 min时材料相对密度高达99.1%,且此时晶粒度仅为1.8μm。W晶粒尺寸为30～60 nm的W-10Cu复合粉末在1 100～1 300℃烧结的平均激活能为129.14 kJ/mol。烧结温度为1 420℃时W-10Cu的电导率随保温时间延长先增大后减小,保温90 min时最大达到19 MS/m,超过国标有关规定。     

微波多模腔快速烧结WC-8%Co硬质合金

采用多模腔微波烧结工艺制备了WC-8%Co硬质合金,烧结周期为1～1.5h,研究了微波烧结工艺对合金组织结构与性能的影响。结果表明:微波烧结WC-8%Co硬质合金所需时间短,在1400℃的烧结温度下保温0min时密度就能达到14.71g/cm3,HRA可达90.3,烧结样品的显微组织结构均匀,样品中心和边缘区域WC晶粒尺寸分布一致,没有发现显著差异,随着烧结保温时间的增加和烧结温度的提高WC晶粒尺寸长大不明显。     

纳米晶W-25Cu复合粉末烧结行为的研究

研究了机械合金化工艺制备纳米晶W-25Cu复合粉末的烧结致密化和晶粒长大行为,并考察了一种新型晶粒长大抑制剂对抑制W晶粒长大的作用,探讨了其作用机理。结果表明,烧结致密化和晶粒长大强烈依赖于烧结温度和时间。经1200℃烧结30min后,烧结相对密度和W晶粒尺寸为97.7%和310nm。新型晶粒长大抑制剂抑制W晶粒长大效果明显。     

升温速率对放电等离子烧结铁粉致密化的影响

选用球型雾化铁粉为典型材料,在温度1 075℃、压力40 MPa、保温时间5 min和脉冲8:2的条件下,以不同升温速率(10,30,50,70和90 K/min)进行放电等离子烧结,对烧结体的致密度、微观组织以及致密化动力学等进行分析,研究升温速率对SPS铁粉致密化的影响。结果表明:粉末的SPS致密化过程与传统热压类似,烧结初期致密化速率较大;然后随温度升高,致密化速率加快;烧结后期致密度大幅提高,但由扩散蠕变控制的致密化过程受到晶粒长大的影响,最终致密度趋于稳定。由于保温时间较短,材料的致密度随升温速率提高而减小。提高升温速率能有效抑制样品与模具接触而发生的渗碳行为。     

高能球磨-放电等离子烧结法制备双晶分布钛

以平均粒径约150μm的球形钛粉为原料,采用高能球磨结合放电等离子烧结技术制备由双尺度晶粒组成的高致密纯钛块体材料,研究高能球磨过程中钛粉的形貌、尺寸及显微组织的变化,分析球磨钛粉放电等离子烧结时的致密化行为和显微组织的演变规律,测试烧结钛块体材料的室温压缩性能。结果表明:钛粉在球磨初期发生剧烈的塑性变形并相互焊合,形成层片状团聚粉末。球磨10 h时,钛粉的部分晶粒细化至40~100 nm。放电等离子烧结过程中,随烧结温度升高和烧结时间延长,烧结钛的密度逐渐增大。在烧结温度为800℃、保温时间为4 min、烧结压力为50 MPa的条件下,烧结钛的密度达到4.489 g/cm3,接近全致密,其显微组织由双尺度的等轴晶组成,细晶区晶粒尺寸为1~2μm,粗晶区晶粒尺寸为5~20μm,二者呈层状交替分布;该试样在室温压缩条件下的综合力学性能与铸锻Ti-6Al-4V合金相当。     

粉末粒度对纯Re坯显微组织与力学性能的影响

采用气流分散处理得到两种不同粒度分布的Re粉,利用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、维氏硬度计、纳米压痕仪等设备研究粉末粒度和烧结温度对烧结Re坯显微组织及力学性能的影响.结果表明,气流分散处理后的Re粉团聚得到改善,粒度分布范围变窄,平均粒径由21.21μm降至9.45μm.随着温度升高,烧结坯的孔隙数量不断减少.粒...     

W-Re高比重合金的SPS烧结

采用放电等离子烧结(SPS)设备制备了W-Re高比重合金,烧结温度为1800℃,烧结压力为40MPa,保温时间为5min。对SPS烧结的W-Re合金试样进行了密度、硬度等性能测试。采用金相显微镜观察试样的金相组织、晶粒大小。结果表明:采用SPS烧结,可以在较低的温度下实现W-Re合金的致密化,并能有效控制晶粒长大,提高材料的硬度。     

热等静压烧结温度对Mo–Na合金性能影响

采用热等静压烧结法制备Mo–Na合金，研究了热等静压烧结温度对Mo–Na合金显微组织、硬度、密度及Na质量分数的影响，分析了Mo–Na合金热等静压烧结的致密化过程。结果表明:采用热等静压烧结法制备的Mo–Na合金显微组织细小均匀，平均晶粒尺寸在10 μm以下。随着热等静压烧结温度的升高，相对密度及硬度随之升高，在1100 ℃时达到最大，分别为99.58%和HRA 54.50，热等静压过程中液相的形成对Mo–Na合金的致密化起到了重要作用。热等静压过程很好地避免了低熔点Na金属高温烧结过程中的挥发，在1100 ℃烧结后Na质量分数基本无变化。     

放电等离子烧结快速制备高钪含量铝钪合金

采用放电等离子烧结技术制备高钪含量Al-Sc合金,利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪等设备对球磨前后Al-Sc合金粉末的形貌、相组成以及不同温度快速烧结样品的显微组织结构进行观察和分析,研究烧结温度对Al-Sc合金显微组织的影响。结果表明:球磨后粉末的形状较规则,其颗粒尺寸为25~45mm,并初步实现了机械合金化,除Al、Sc相以外,有少量Al3Sc和AlSc2相生成。放电等离子烧结可实现高钪含量铝钪合金的快速致密化,成功制备出钪含量30%(质量分数)的铝钪合金,通过调整烧结工艺参数,烧结样品的相对密度可达92.19%;当烧结温度高于500℃时,所得样品致密,无孔洞,且无明显晶界;随着烧结温度的提高,Sc相与第二相融合,形成Al3Sc、AlSc2等第二相,存在于合金中,且Al3Sc相呈现逐渐增强的趋势。     

掺杂氧化铝对纳米钨粉烧结过程的影响

以碳热预还原和氢气深还原两步制备的纳米钨粉作为烧结原料,即先通过碳黑还原脱除三氧化钨中的大部分氧,再以氢还原脱除残留的氧。该方法制备的钨粉颗粒呈球形形貌,平均晶粒度可达90 nm。同时,向钨粉中掺杂质量分数为1%和2%的氧化铝,探究了氧化铝对钨粉烧结行为的影响。通过烧结样品的断口形貌和晶粒的平均尺寸分析发现,氧化铝对烧结后期的晶粒长大有明显的抑制作用,相同的烧结温度下晶粒的尺寸随着氧化铝含量的上升而减小。在1600 ℃时,纯钨粉烧结坯的晶粒平均尺寸为2.75 μm,但添加质量分数为1%和2%氧化铝的烧结样品晶粒平均尺寸约为1.5 μm,这是由于氧化铝能有效地抑制烧结后期的钨粉晶粒长大。纯钨粉和掺杂氧化铝钨粉的烧结坯的硬度随温度升高具有不同的趋势。掺杂钨粉烧结坯的硬度随着温度的升高而升高,且其最大值高于800 HV。但是,纯钨粉烧结坯的硬度随烧结温度增加而先增加后降低,在1400 ℃时取得最大值（473.6 HV）,这是由纯钨粉烧结坯的晶粒在高温下急剧长大所导致。在烧结温度为1600 ℃时,纯钨粉、掺杂质量分数1%和2%的氧化铝掺杂的钨粉的烧结坯的相对密度依次为98.52%、95.43%和93.5%。      

放电等离子烧结制备超细晶WC-3Co硬质合金的组织和性能

采用高能球磨制备纳米WC-3Co粉末,再通过放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)制备超细晶WC-3Co硬质合金。研究SPS工艺参数对合金致密度、显微组织和力学性能的影响,并对SPS和热压工艺(hotpressing,HP)进行对比。结果表明:SPS可实现WC-3Co粉末的低温快速致密化。升高温度或提高压力都使得合金的致密度提高,同时导致WC晶粒长大。SPS较HP升温速率快且烧结时间更短,合金组织更加均匀,在1 300℃保温5 min、烧结压力为40 MPa的条件下所制备的合金具有最佳综合性能,其平均晶粒度为0.32μm,相对密度、硬度、抗弯强度、断裂韧性分别为99.3%、2257 HV30、1 906 MPa、10.36 MPa.m1/2。而在1 450℃、压力为50 MPa、保压5 min条件下,热压合金的致密度、硬度和断裂韧性分别为99.6%、2 264 HV30和11.01 MPa.m1/2,但抗弯强度只有1 301 MPa,平均晶粒度为0.47μm。     

WC-6Co硬质合金SPS烧结工艺

以平均粒径约为30 μm,空心球壁厚约1.8 μm的空心球结构WC-6Co复合粉为原料,利用放电等离子烧结（SPS）技术制得不同烧结温度、保温时间、烧结压力工艺下的WC-6Co硬质合金.采用扫描电镜、钴磁仪等检测手段对合金的组织与性能进行表征分析.结果表明:随着烧结温度的升高,合金的致密度和硬度升高;在实验范围内合金密度与硬度随着保温时间的延长而增加,再趋于稳定;烧结压力对合金密度、硬度等性能影响不大.综合考虑合金性能,较好烧结工艺为:温度1 250 ℃、保温时间5 min、烧结压力50 MPa.该烧结工艺制得的合金的密度达14.69 g/cm3、断裂韧性达12.23 MPa·m1/2,其组织也很细很均匀.      

变温超固相线液相烧结工艺对15Cr系高铬铸铁显微组织及性能的影响

为解决常规定温超固相线液相烧结出现的烧结温度窗口狭窄和产品力学性能对烧结温度波动敏感的问题,采用变温超固相线液相烧结工艺制备了粉末冶金高铬铸铁,研究了变温超固相线液相烧结的高温阶段工艺参数对15Cr系高铬铸铁显微组织和力学性能的影响,并与定温超固相线液相烧结制备的合金进行了对比.研究发现,变温超固相线液相烧结制备的合金...