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。     

放电等离子烧结制备铁基大块非晶材料

以惰性气体雾化的非晶铁基粉末为原料,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备大块非晶材料.探索了SPS烧结温度对烧结体的物相、相对密度、微观结构和性能的影响.试验表明,采用优化的SPS烧结工艺,用粉末冶金的方法,可以获得致密的大块非晶材料,部分性能与铸态相当.     

纤维状WC晶粒硬质合金的制备

以高能球磨方法处理制备的纳米晶复合粉末为原料，通过真空烧结制备硬质合金块体，研究该纳米晶复合粉末的烧结致密化行为和显微结构特征。结果表明：该纳米晶粉末的烧结致密化可依烧结温度从低至高分为、3个阶段，而在高于1250℃的液相烧结阶段，将温度提高至1375℃烧结30min，可获得密度为14．46g／cm^3、烧结收缩率为27．2％的致密硬质合金。此时，WC晶粒呈纤维状，随机分布在烧结体中，其长度约为1．2μm，径向尺寸约为100nm；采用高能球磨处理工艺可以获得原位生成的纤维状WC晶粒增强的硬质合金。     

低温球磨法制备块体纳米晶Al-Zn-Mg-Cu系铝合金

采用低温球磨法制备了纳米晶Al—Zn—Mg—Cu系铝合金粉末，对纳米晶粉末进行真空热压，获得纳米晶铝合金块体。采用显微分析方法研究了纳米晶粉末和块体材料的微观组织结构：试验结果表明，纳米晶铝合金粉末具有良好的热稳定性，热压块体的平均晶粒尺寸在100nm以下。低温球磨所得铝合金粉末晶粒尺寸为48nm；真空退火试验表明其具有良好的热稳定性；热压块体的平均晶粒尺寸在100nm以下。     

基于TiAl-xCo-Mo-Ni复合粘结相的WC基超细晶硬质合金微观组织和力学性能研究

WC/Co类超细晶硬质合金是目前制备高性能金属切削刀具的理想材料,但Co是一种宝贵资源。为了寻找代替Co的粘结相并制备性能优良的WC基超细晶硬质合金,选用TiAl-xCo-Mo-Ni作为复合粘结相,并采用放电等离子烧结(SPS)制备了WC基超细晶硬质合金,分析了SPS温度和复合粘结相成分对其性能及微观组织的影响。研究结果表明:WC晶粒平均尺寸随放电等离子烧结温度的升高而增大,样品致密度及综合力学性能均在1 400℃时达到最优,当组分为WC-10%(TiAl-Co-Mo-Ni)时具有最高的致密度以及最佳的综合力学性能,其致密度、WC晶粒平均尺寸、维氏硬度和断裂韧性分别为98.3%、285 nm、21.04 GPa和16.95 MPa·m~(1/2)。     

放电等离子烧结不同粒径匹配的WC-Co混合粉末

采用一种包括混合粉末真空预处理和放电等离子烧结(SPS)的新型烧结技术,制备超细晶WC-10Co硬质合金块体。采用场发射扫描电镜观察硬质合金的形貌和晶粒组织,采用三点弯曲法测量试样的断裂强度,利用显微硬度仪测量维氏硬度HV30且据此估算试样的断裂韧性KIC,并与真空烧结和直接SPS试样进行对比,同时还研究初始粉末中WC粉与Co粉的粒径匹配对SPS块体的显微组织和力学性能的影响。结果表明,与真空烧结和直接SPS相比,此种方法制备的WC-10Co合金晶粒细小、组织均匀,具有优异的综合力学性能,尤其是强度明显提高,硬度为1608HV30,断裂韧性为14.0MPa.m1/2,横向断裂强度为3100MPa;WC和Co粉末的粒径匹配对SPS块体的显微组织和力学性能具有较显著的影响。     

放电等离子烧结技术

综述了放电等离子烧结(SPS)技术在国内外的发展概况,深入探讨了SPS的烧结机理.介绍了SPS技术在制备纳米材料、梯度功能材料和高致密度、细晶粒陶瓷等方面的研究和应用.展望了SPS技术的发展前景.     

专利信息

正一种零膨胀超细纳米晶Mn3(Cu0.5Ge0.5)N块体材料的制备方法本发明公开了一种零膨胀超细纳米晶Mn3(Cu0.5Ge0.5)N块体材料的制备方法,属于新型功能材料和粉末冶金技术领域。首先以Mn2N0.86粉、Cu粉和Ge粉为原料,利用放电等离子烧结方法,合成出微米级晶粒尺寸的Mn3(Cu0.5Ge0.5)N块体材料;然后进行球磨处理,使球磨后的粉末具有完全的非晶结构;最后,将球磨后的粉末在氮气保护下进行放电等离子烧结,获得具有零膨胀     

高能球磨和放电等离子体烧结制备超细WC-8Co硬质合金

以0 .8 1μm的WC粉和1.3 5 μm的Co粉为原料,采用高能球磨制备了粉末比表面积为6.82m2 ·g- 1 ,粉末粒度为5 9.4nm的WC 8Co混合粉末。将此纳米粉末采用放电等离子体烧结(SPS)制备了WC晶粒度为0 .5～0 .6μm、硬度为HRA93 .5的超细硬质合金。研究了SPS烧结温度和添加晶粒抑制剂对显微组织与HRA硬度的影响。     

MgO和烧结温度对Al_2O_3陶瓷致密化过程的影响

以高纯α-Al_2O_3粉体为原料,MgO为烧结助剂,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备氧化铝陶瓷。研究了MgO添加量和烧结温度对氧化铝陶瓷致密化过程及显微结构的影响,并分析了烧结过程中气孔的扩散与演变。结果表明:添加适量MgO可以降低氧化铝陶瓷的烧结温度,抑制晶粒长大,提高致密度,0.25%(质量分数)是MgO的最佳添加量;随着烧结温度的升高,晶粒逐渐长大,气孔率降低,1 550℃为最佳烧结温度;在此条件下获得的微米晶氧化铝陶瓷,其相对密度达到99.96%,平均晶粒尺寸约为3μm,且晶粒大小均匀,几乎无异常长大现象。