放电等离子烧结具有优异综合性能的新型NdFeB永磁材料

采用放电等离子烧结技术和传统烧结技术制备了烧结NdFeB永磁体,并研究了2种磁体的磁性能、力学性能和化学稳定性.与传统烧结磁体相比,放电等离子烧结磁体具有与其相当的磁性能及更好的耐腐蚀和力学性能.显微组织结果表明,放电等离子烧结磁体主相Nd_2Fe_(14)B的晶粒细小、均匀.边界富钕相仅有少量位于主相Nd_2Fe_(14)B颗粒周围,大部分以颗粒形式分布在主相三角晶界处.这种独特的显微组织特征对于晶间腐蚀过程及脆性沿晶断裂过程具有明显的抑制作用.因此,放电等离子烧结磁体表现出优异的综合性能.     

铸造-热变形Nd-Fe-B永磁合金显微组织及性能的研究

对铸造NdFeB磁体进行了不同变形温度、不同变形量的热压及压后热处理的实验.研究了不同工艺下磁体的显微组织以及与磁性能的关系.结果表明,NdFeB永磁合金的磁性能和磁体的微观组织有密切关系.铸态组织对制造铸造-热压NdFeB永磁材料具有重要的影响,最终组织晶粒细小、均匀,主相被富Nd相薄层包围,晶界平直,高C轴取向,可以获得高磁性所要求的微观组织.     

微观结构调整对烧结Nd-Fe-B永磁氧化特性和磁性能的影响

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了新型Nd-Fe-B磁体,采用传统烧结工艺制备了相同成分的磁体.测量了磁体在不同温度下的氧化动力学、不可逆损失以及氧化前后磁性能的变化.利用扫描电子显微镜分析了磁体氧化前后的显微组织结构.结果表明,高温氧化后SPS磁体的磁性能损失低于传统磁体.显微组织观察表明新型磁体具有独特的显微组织特征:主相Nd2Fe14B晶粒细小、均匀;富钕相在主相晶粒边界上分布较少,主要集中在三角晶界处.这种组织结构有效地抑制了磁体沿富钕相发生晶间氧化的过程,因此磁体具有良好的耐氧化性能.     

不同振荡热压烧结温度下90W-10Cu难熔合金组织和性能的研究

高压电触头材料用90W-10Cu难熔合金由于高熔点和高比重差异,在高温长时间的粉末冶金过程中存在致密化困难和晶粒异常长大而影响其性能。新型振荡热压烧结（Hot oscillatory pressure, HOP）技术在常规热压烧结基础上用一定频率的循环振荡单轴压力代替静单轴压力,可快速促进陶瓷等材料的致密化。因此,为了研究振荡热压烧结对90W-10Cu难熔合金的低温烧结效果,本文将振荡热压烧结技术应用到90W-10Cu（质量分数）难熔合金的制备中,研究了烧结温度（1000-1300 ℃）对其微观组织、致密度、晶粒尺寸、硬度及电导率性能的影响。研究结果发现振荡热压烧结90W-10Cu合金由W相基体和Cu相粘结相组成。随着烧结温度的升高,90W-10Cu难熔合金的致密度逐渐增大,在烧结温度最高为1300 ℃时,其致密度最高可达到99.35%,同等温度下均高于热压烧结样品的致密度;而晶粒尺寸仅为4.97 μm左右,没有异常长大,达到了细化晶粒的效果;同时其W晶粒邻接度逐渐减低,合金的微观组织均匀性得到优化和改善;维氏硬度和电导率分别达到225.78 HV30和27.88% IACS,高于同等温度甚至高100 ℃时的热压烧结体,性能得到显著提升,达到了低温烧结效果。结果表明振荡热压烧结能够有效地促进90W-10Cu难熔合金的致密化,降低烧结温度和抑制晶粒生长,显著优化其微观组织均匀性,有利于在较低温度下获得高致密度、晶粒细小、高硬度和高电导率的90W-10Cu难熔合金材料。     

热压HDD NdFeB粉制备各向异性粉末的研究

研究了热压工艺和热处理制度对成份为Nd14Fe73Co7B6合金的HDD粉末各向异性和磁性能的影响．样品的制备采用包覆技术．热压实验在INSTRON1185材料试验机上进行．实验表明,一定的热压温度、形变速率和形变量可以得到良好性能的各向异性热压磁体,合适的热处理制度对热压磁体磁性能的提高是有益的．用机械破碎热压磁体得到各向异性粉末的性能为Br＝1.01T,Hc＝4.64×105A·m-1,(BH)max＝1.20×105T·A·m-1,因此粉末可以制成性能较好的各向异性粘结磁体．     

Mg纳米粉对钕铁硼磁性和热稳定性的影响

为了提高烧结NdFeB磁体的磁性能和热稳定性,采用二元合金法添加Mg纳米粉制备了NdFeB材料.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和永磁特性测试仪对烧结NdFeB磁体的微观结构、磁性能和热稳定性进行了分析.结果表明,随着Mg纳米粉含量的增加,NdFeB磁体的矫顽力、剩磁和最大磁能积逐渐升高.当添加的Mg纳米粉的质量分数为0.1%时,NdFeB磁体的磁性能达到最优.添加质量分数为0.1%的Mg纳米粉后,NdFeB磁体的剩磁具有最大值.当温度处于100~150℃范围内时,矫顽力的温度系数降低,因而矫顽力的热损失幅度减小.     

包覆工艺制备C—SiC—B4C—TiB2复合材料的组织与性能

以鳞片石墨,B4C,SiC,TiO2为原料,利用包覆工艺在不同热压温度下制备了W（C）=50％的C—SiC—B4C—TiB2复合材料,并详细研究了热压温度对复合材料显微组织和性能的影响规律．结果表明,当热压温度高于1850℃时,复合材料由C,SiC,B4C和TiB2这四相组成;复合材料的体积密度、抗折强度和断裂韧性均随着热压温度的升高而增加．2000oC热压时,复合材料的体积密度、气孔率、抗折强度和断裂韧性分别达到2．41g／cm^3,3．42％,176MPa和6．1MPa·m^1/2;热压温度升高,复合材料的碳相和陶瓷相逐渐致密,碳相最终形成了在陶瓷基体上镶嵌的直径为40μm橄榄球状和条状这两种形貌．碳／陶瓷相的弱界面分层诱导韧化和第二相TiB2与陶瓷基体之间热膨胀系数不匹配所致的残余应力使变形过程中微裂纹的扩展路径发展变化,使复合材料的韧性提高．     

热变形钕铁硼永磁材料组织结构的研究

研究了钕铁硼永磁材料热压变形的可行性以及钕铁硼磁体热变形过程中变形条件对晶粒尺寸、显微组织、晶粒取向的影响。结果表明，随着热压变形量的增加，钕铁硼磁体晶粒变得细小，显微组织得到改善，晶粒取向发生改变。     

钐铁氮磁体制备及性能

为了提升钐铁氮磁体性能,分析了钐含量及合金熔炼、热处理、快淬、热压工艺对钐铁氮材料性能的影响.采用熔炼快淬法制备钐铁合金,通过球磨、氮化得到钐铁氮磁粉,采用热压法得到烧结磁体.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和振动样品磁强计测量样品结构和磁性能.结果表明：样品中各相含量与熔炼方法、热处理条件具有较强的依赖关系;当热压温度约为290℃时,样品可获得最大形变速率;在625 MPa、500℃条件下样品块体密度为6.65 g/cm~3,矫顽力约为800 kA/m,剩磁约为0.59 T.     

铸造-热压变形Nd-Fe-B永磁合金显微组织和织构的研究

研究了铸造-热压变形Nd-Fe-B系永磁合金的铸锭组织特征和热压变形过程中组织与织构的变化.结果表明,Nd-Fe-B铸锭中Nd2Fe14B相以片状晶方式生长;Nd-Fe-B铸锭组织对于制造热变形Nd-Fe-B永磁材料具有重要的影响,应该改进Nd-Fe-B铸锭工艺,以获得主相晶粒细密且取向好,富Nd相细小且分布均匀、无α-Fe的铸锭组织;热压变形过程中晶粒细化并且随形变量的增加,主相Nd2Fe14B晶粒进一步细化,边界显微结构得到改善;Nd-Fe-B合金的初始织构对热变形织构的形成有重要的影响;在热变形过程中Nd-Fe-B合金发达的初始织构减弱,而不发达的初始织构得到加强.     

添加钬的钕铁硼烧结磁体的结构与磁性能

在工业生产线上制备（33-X）（Pr-Nd）-xHo-64．90Fe-0．20Cu-0．75Al-1．15B（wt％,x=0、1、3、5）烧结磁体,分析了其显微组织、取向度、磁性能与钬添加数量的关系。结果表明,添加钬制备的钕铁硼烧结磁体,其取向度提高;磁体显微组织致密,富钕相在主相晶粒边界的分布比较均匀;磁体内禀矫顽力明显上升,而剩磁小幅度下降。通过优化合金成分设计与改进工艺过程控制,实现了45M性能档次的Pr-Nd-Ho-Fe-Cu-Al-B烧结磁体的批量生产。     

多晶Ca1+xB6陶瓷制备及其弱磁性能分析

分别采用常规烧结技术和热压烧结技术，根据固相氧化还原反应原理在不同温度制度下制备了多晶Ca1＋xB6（x〈0．04）陶瓷材料。物相分析发现，在烧结温度较低时，样品中含有较多CaB2O4相，随烧结温度升高，CaB2O4相逐渐减少；样品的铁磁性能分析表明，所制备多晶Ca1＋xB6陶瓷在室温下均呈铁磁态，这种现象与报道的CaB6单晶铁磁性行为存在差异.     

添加CaF2对烧结稀土永磁体性能的影响

用添加CaF2的方法制备了烧结Nd-Fe-B和烧结Sm-Co复合磁体,并对磁体的性能进行了分析研究.实验结果表明：在添加CaF2的烧结Nd-Fe-B复合磁体的电阻率增大,但其磁性能有一定程度的下降;而添加CaF2的烧结Sm-Co复合磁体,由于制备工艺过程中的氧化问题,导致磁体的磁性能严重下降.扫描电镜分析表明,烧结Sm-Co/CaF2复合磁体中没有形成1∶5相和2∶17R相的微观组织;在烧结Nd-Fe-B/CaF2复合磁体中,CaF2只存在于晶界富Nd相中,对磁体的微观组织没有太大的影响,烧结Nd-Fe-B磁体适合用添加CaF2的方法制备高电阻率的复合磁体.     

热处理条件对NdFeB纳米复合材料磁性能的影响

针对NdFeB纳米复合永磁材料的热处理温度和保温时间存在不同的观点,将熔体快淬方法制备的Nd2Fe14B/-αFe纳米复合材料样品在不同温度下进行不同时间的晶化热处理,研究了热处理条件对磁性能的影响.结果表明,Nd2Fe14B/-αFe纳米复合材料的磁性能随热处理条件而变化,较低温度长时间热处理得到的Nd2Fe14B/-αFe纳米复合材料样品的磁性能要比较高温度短时间热处理得到的样品的磁性能稍好一些.其原因是高温短时间热处理时晶粒的生长率较大,容易使晶粒的规则性变差,交换耦合相互作用减弱,硬磁性能降低.     

热压烧结Al_2O_3/Ti(C,N)-Nb-Cr-Y_2O_3陶瓷材料的显微结构与力学性能

采用热压烧结方法制备Al2O3/Ti(C,N)-Nb-Cr-Y2O3复合陶瓷材料,并用扫描电子显微镜观察分析材料的微观结构。通过调整热压烧结工艺,研究烧结温度和保温时间对Al2O3/Ti(C,N)-Nb-Cr-Y2O3材料的显微组织与力学性能的影响。研究发现:烧结温度能显著影响陶瓷材料的显微组织和力学性能,温度在低于1650℃范围内,材料的致密度随温度升高而提高,力学性能也随之提升;但烧结温度超过1650℃时,晶粒异常长大,材料性能降低。热压烧结的保温时间以15min为宜。在烧结温度为1650℃、保温时间15min下,热压烧结Al2O3/Ti(C,N)-Nb-Cr-Y2O3陶瓷复合材料的力学性能良好,抗弯强度、维氏硬度、断裂韧度分别为735MPa、20.45GPa、8.9MPa·m1/2。     

碳化硅-二硼化钛复合陶瓷性能研究

采用无压烧结,利用小分子的B、C作为烧结助剂在2180℃获得了相对密度为96％的SiC—TiB2复合材料,XRD分析显示在烧结过程中无新相产生,从烧结体的显微形貌可以看出,在烧结过程中有包晶现象,SiC颗粒有明显长大趋势．大的晶粒存在使烧结体的力学性能降低,主要表现为抗弯强度和断裂韧性不高,分别只有158．6MPa和2．85MPa·m^1/2．     

原料配比与温度对热压烧结ZrB2陶瓷的影响

采用固相反应和热压烧结方法研究了ZrO2-B4C-C体系反应原料的不同掺量对产物相组成的影响规律，并对烧结体进行了物相分析、粒度分析、显微结构分析、相对密度和化学分析。结果表明：B4C过量15％(摩尔分数)和C过量10％(摩尔分数)的反应体系是最理想的固相反应体系；烧结体颗粒粒径大约在13μm左右呈正态分布；烧结体晶粒形状不规则，晶粒大小也不均匀；相对密度为94％；烧结体中w(ZrB2)=95．44％、w(ZrO2)=3．87％、w(B4C)=0．32％、w(C)=0．37％。     

添加CaF2对烧结稀土永磁体性能的影响

用添加CaF2的方法制备了烧结Nd-Fe-B和烧结Sm-Co复合磁体,并对磁体的性能进行了分析研究。实验结果表明,在添加CaF2的烧结Nd-Fe-B复合磁体的电阻率增大,但其磁性能有一定程度的下降;而添加CaF2的烧结Sm-Co复合磁体,由于制备工艺过程中的氧化问题,导致磁体的磁性能严重下降。扫描电镜分析表明,烧结Sm-Co/CaF2复合磁体中没有形成1：5相和2：17R相的微观组织;在烧结Nd-Fe-B/CaF2复合磁体中,CaF2只存在于晶界富Nd相中,对磁体的微观组织没有太大的影响,烧结Nd-Fe-B磁体适合用添加CaF2的方法制备高电阻率的复合磁体。     

烧结温度对Al_2O_3-SiC复合陶瓷力学性能的影响

以Al2O3和SiC为原料,利用热压烧结法制备了Al2O3-SiC复合陶瓷.采用三点弯曲法、单边切口梁法等手段和SEM方法分别测定和分析了该复合陶瓷的抗弯强度、断裂韧性、致密度和断口形貌.结果表明,Al2O3-SiC10wt%复合陶瓷的致密度随热压烧结温度的提高而逐渐提高,最高可达98.42%;抗弯强度随烧结温度的升高而呈上升趋势,在1 800℃时抗弯强度最大为623MPa;断裂韧性明显是随温度的升高加强,特别是在1 850℃烧结时达到最高值7.9MPa·m1/2.材料的断裂方式主要为沿晶断裂,随着烧结温度升高,穿晶断裂所占的比例增大.     

氧化锆流延基片的烧结温度及其性能研究

比较了3种不同的烧结温度对氧化锆流延基片性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,基片的收缩率和相对密度增加、硬度增加、气孔率减小、晶粒和气孔的平均尺寸均有所增加。在1500℃保温3h可以获得较高的致密度（相对密度97．8％）和合适的晶粒尺寸,试样在1073K时离子电导率为1．187×10^-2S·cm^-1,烧结体物相主要为四方相。