压力对放电等离子烧结硬质合金性能的影响

采用放电等离子技术(SPS)烧结WC-12Co硬质合金.主要研究了SPS烧结过程中压力对WC-12Co硬质合金致密化、显微组织及性能的影响,并探讨了压力对致密化和WC晶粒长大的影响机制.结果表明,提高SPS烧结压力提高了WC-12Co硬质合金的密度但导致了wC晶粒的长大.在较低的烧结温度下(1100℃)或较短的保温时间内(3 min),烧结压力对密度的影响较为显著.在较高的烧结温度(1150℃)时,烧结压力的提高导致合金中WC晶粒的明显长大.烧结压力对SPS烧结WC-12Co硬质合金力学性能的影响是通过对密度和WC晶粒尺寸的影响而起作用的.     

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.     

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。     

放电等离子烧结高合金工具钢的组织与性能

本文研究了放电等离子烧结(SPS)参数对HGSF01高合金工具钢致密度、硬度的影响规律,以及烧结态HGSF01高合金工具的显微组织、抗弯强度和摩擦磨损性能。结果表明:材料的致密度随烧结温度的升高和保温时间的延长呈上升趋势,而硬度则是先升高后降低;经SPS得到的材料晶粒细小,晶粒尺寸约为5μm,碳化物颗粒细小、均匀、弥散分布在基体上;烧结态材料的抗弯强度比电渣重熔态材料提高了一倍,耐磨性比电渣重熔态材料略有提高。     

烧结温度与混粉比例对双尺度钛合金组织与性能的影响

采用高能球磨-放电等离子烧结技术制备具有双尺度显微组织的Ti-6Al-4V合金,并研究烧结温度和加入未球磨粉末的比例对烧结试样显微组织及力学性能的影响。实验结果表明:当球磨时间为6 h时,由于球磨粉末内部的应变量不均匀,球磨粉末烧结试样的显微组织均由粗晶网篮组织和细晶等轴组织组成。随烧结温度升高,烧结试样的密度逐渐提高,细晶区的晶粒尺寸逐渐增大,材料强度呈先上升后下降的趋势。在球磨粉末中加入一定比例的未球磨粉末可显著提高烧结材料的塑性,并且保持较高的强度。当球磨粉末与未球磨粉末按质量比4:1混合、SPS烧结温度为850℃、保温时间为4min时,烧结材料相对密度达到99.0%,细晶区晶粒尺寸为1~2μm,烧结试样获得最佳强度-塑性组合,其拉伸屈服强度为1012 MPa,断裂强度为1056 MPa,伸长率为10%。     

放电等离子烧结制备亚微米LaB6块体材料

采用氢直流电弧等离子体法,以稀土镧块为原料,制备出了平均粒度为20 nm的La纳米粉末.以L丑纳米粉和B纳米粉为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备出了LaB6亚微米晶块体材料.通过系统研究各烧结参数对材料结构和性能的影响,得到了最佳的烧结工艺.获得了相对密度高达99.3%的致密烧结体,其维氏硬度达到14.1 GPa.采用XRD,SEM和TEM对材料的相组成和微观组织进行了测试分析.结果表明.SPS烧结LaB6块体的晶粒细小,平均晶粒尺寸为150nm,整体结构均匀致密.实验表明,SPS技术可以实现LaB6细晶块体材料的快速烧结.     

SPS法制备Al2O3/Cu复合材料研究

将纳米级A12O3以体积分数为1％的配比与微米级Cu粉混合均匀后,采用放电等离子烧结(SPS)法,分别在750、800和850℃进行烧结制备复合材料;将同样的混合粉末采用冷压烧结制备复合材料作为对比.分别测试材料的密度、硬度、导电率,并进行SEM扫描电镜分析.结果表明:在所选择试验参数下,烧结温度为800℃ SPS烧结试样具有最高的相对密度,达到99.17％,硬度与导电率也最高;与冷压烧结制备的材料相比,SPS法制备的试样硬度和导电率更高;SPS烧结试样晶粒均匀细小,并出现了孪晶.     

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。     

SPS烧结双主相Nd_2Fe_(14)B-Ce_2Fe_(14)B稀土永磁材料微观结构的研究

研究了放电等离子烧结(SPS)技术制备的双主相Nd_2Fe_(14)B-Ce_2Fe_(14)B稀土永磁材料的微观结构。结果表明,使用SPS等离子烧结炉能够在较低烧结温度和较少保压时间下制备高密度的烧结双主相Nd_2Fe_(14)B-Ce_2Fe_(14)B稀土永磁材料,其微观组织是由独立的Nd_2Fe_(14)B相和Ce_2Fe_(14)B相均匀分布构成;退火能够使烧结后还未晶化的非晶体晶化,且SPS等离子烧结能够使烧结双主相Nd_2Fe_(14)B-Ce_2Fe_(14)B稀土永磁材料发生很少的稀土元素扩散。随着退火温度的升高,Nd_2Fe_(14)B相和Ce_2Fe_(14)B相之间稀土元素的扩散距离增大。     

高速压制制备高密度纯铁软磁材料

以退火纯铁粉末为原料,采用粉末退火结合高速压制技术的方法制得高密度压坯(7.70 g·cm-3),经烧结后获得高密度高性能的纯铁软磁材料.研究退火粉末的高速压制行为,以及烧结时间和烧结温度对材料磁性能和晶粒大小的影响.结果显示:退火粉末的压坯密度随压制速度的增加而增加,压坯密度最高可达到7.70 g·cm-3,相对密度可达到98.10%.烧结温度为1450℃,烧结时间为4 h时,材料密度达到7.85 g·cm-3,相对密度为99.96%,最大磁导率达到13.60 m H·m-1,饱和磁感应强度为1.87 T,矫顽力为56.50 A·m-1.      

稀土镧在Fe-La合金系中的晶界扩散行为

通过高频悬浮炉熔炼成实验用30Fe-70La合金,将该合金切成8 mm×8 mm×6 mm试样与同样尺寸纯铁试样扩散面对接,并借助Gleeble-1500D热模拟试验机在760℃和770℃ 30 min,10^-3 Pa真空和1 MPa压力下进行扩散试验;采用Axiovert 25型金相显微镜与QUANTA 400环境扫描电子显微镜,观察了稀土镧在Fe基体的扩散;利用相关扩散系数公式计算了镧在纯铁中的扩散系数。结果表明,稀土元素镧在纯铁中沿着α-Fe晶界进行扩散,镧在纯铁铁素体晶界中770℃时的扩散系数为Db=1.59×10^-17m²/s。     

MA-SPS制备超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩擦磨损性能

以机械合金化+放电等离子烧结（MA-SPS）制备的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金为研究对象,研究了合金在模拟体液（SBF）中的摩擦磨损性能,并与放电等离子烧结制备的微米尺寸晶粒的Ti-8Mo-3Fe合金、铸造纯Ti及Ti-6Al-4V （TC4）合金进行了对比.结果表明:采用MA-SPS工艺可制备出高致密度、组织均匀的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金,合金由β相及少量α相组成,平均晶粒尺寸为1.5 μm,显微硬度为448 HV;在相同摩擦磨损条件下,超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩损程度明显低于微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态的纯Ti及TC4合金,具有最低的磨损体积和较稳定的摩擦系数.超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的磨损机制为磨粒磨损,而微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态纯Ti及TC4合金的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损并存的混合磨损.      

Spark plasma sintering of cryomilled copper powder

Abstract

The densification and sintering behaviour of a cryomilled copper powder (grain size of 17±2 nm and dislocation density of 6·26±0·04×10¹⁶ m^?2) were investigated and compared to those of an atomised copper powder with the same mean particle size in order to highlight the effect of the nanostructure on spark plasma sintering (SPS). Oxygen and nitrogen contamination of the cryomilled powder gives rise to extensive degassing during SPS up to 400°C. The cryomilled powder is more resistant to plastic deformation than the atomised one, but the huge density of dislocations and grain boundary activates sintering at low temperature. Densification is therefore promoted by deformation in the atomised powder and by sintering shrinkage in the cryomilled one. As a consequence, in the SPS conditions investigated, the atomised specimen is densified but not sintered, while the cryomilled one is effectively sintered and consequently densified.     

Magnetocaloric effect and magnetic properties of La_（0.9）Ce_（0.1）（Fe_（0.99）Mn_（0.01））_（11.6）Si_（1.4）H_（1.6） compound

Magnetocaloric effect and magnetic properties of La0.9Ce0.1(Fe0.99Mn0.01)11.6Si1.4 and its hydride La0.9Ce0.1(Fe0.99Mn0.01)11.6Si1.4H1.6 were investigated. The Curie temperature of La0.9Ce0.1(Fe0.99Mn0.01)11.6Si1.4 was increased by hydrogen absorption. XRD patterns showed that the structure of La0.9Ce0.1(Fe0.99Mn0.01)11.6Si1.4H1.6 remained NaZn13-type. The Curie temperature (TC) of the sample was increased from 174 K to 331 K. The homogeneity of the hydrogen absorption for La0.9Ce0.1(Fe0.99Mn0.01)11.6Si1.4H1.6 was proven very well by the random measurement of DSC. The magnetic entropy △SM of La0.9Ce0.1(Fe0.99Mn0.01)11.6Si1.4H1.6 had peak at 326 K. The peak value of-△SM-was 12.3 and 7.8 J/(kg.K) under magnetic field change of 0-2 T and 0-1 T,respectively,which was comparable with Gd5Si2Ge2. The negative slope and inflection point of the Arrott curve indicated that the first-order magnetic transition of La0.9Ce0.1(Fe0.99Mn0.01)11.6Si1.4 was reserved after hydrogen absorption.     

制备工艺对La_(0.80)Mg_(0.20)Ni_(3.75)合金电极性能的影响

采用中频感应真空熔炼(IM)和放电等离子烧结(SPS)工艺制备La0.80Mg0.20Ni3.75合金。XRD分析表明,这两种工艺制备的合金均含有LaNi5和(La,Mg)2Ni7主相,而中频感应真空熔炼法制备的合金(IMLa合金)还含有(La,Mg)Ni3相,放电等离子烧结法制备的合金(SPSLa合金)还含有Ni及La2Mg17相。电化学性能测试结果表明,作为镍氢电池负极材料,IMLa合金的放电容量、损耗角及极限电流密度均较大;而SPSLa合金的循环性能较好,这归因于SPSLa合金晶粒细小,组织均匀,Ni和La2Mg17相弥散分布,可减弱其电极脱落程度。     

粉末冶金法制备La(Fe11.05Co0.85Si1.1)B0.25化合物的磁热效应

用非自耗电弧炉熔炼制备了La(Fe<,11.05>Co<,0.85>Si<,1.1>)B<,0.25>铸锭,并将该铸锭在氩气保护中球磨制粉,采用SPS(放电等离子烧结技术SparkPlasma Sintering)将该粉制成La(Fe<,11.05>Co<,0.85>Si<,1.1>)B<,0.25>合金,在高温(1070℃)下对其进行20 h热处理;空冷之后用XRD及SEM检测了铸锭热处理样品、SPS烧结样品及SPS热处理后样品的相及组织结构,利用VSM和磁热效应直接测量仪测量了这3种状态下合金的等温磁熵变和绝热温变.结果表明,铸锭合金的基相组织结构中晶粒大小规则较均匀,晶界清晰明显,在0～1.5 T的变化磁场下测得其等温磁熵变达到-5.22 J·(kg·K)<'-1>-,绝热温变也达到2.3 K,而采用SPS技术制得的样品的基相组织结构中没有明显晶界且夹杂较多,其等温磁熵变为-3.90 J·(kg·K)<'-1>,绝热温变为1.9 K(0～1.5 T);经过热处理的SPS样品基相组织结构中,有少量晶界形成,但晶粒大小不规则,测得其等温磁熵变为-3.72 J·(kg·K)<'-1>,绝热温变为1.5 K(0～1.5 T);与铸锭相比较,SPS技术制得的合金样品和经过高温热处理之后的SPS样品的绝热温变值和等温熵磁变值均降低,同比之下这两种样品较铸锭样品的居里点和半峰宽却发生了改变,均显著提高;可以看出采用SPS技术制备的室温磁制冷材料La(Fe<,11.05>Co<,0.85>Si<,1.1>)B<,0.25>能够在较宽的温度范围内制冷,但其磁热效应却相对降低.     

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。     

La、Ce掺杂对水热法合成镍锌铁氧体的影响

采用水热合成法制备镍锌铁氧体粉体,以稀土元素La、Ce进行掺杂,利用SEM和XRD 等手段对样品进行表征.结果表明,La3+、Ce3+掺杂后,La3+、Ce3+离子掺杂进入镍锌铁氧体晶格后,会产生一定的晶格畸变,造成晶粒常数的增大,但对晶体的形貌影响不大.除存在少量大颗粒,立方尖晶石相Ni0.35Zn0.65Fe1.9...     

La2O3含量及退火温度对钼合金晶粒尺寸及显微硬度的影响

本文研究了La2O3含量及退火温度对钼合金晶粒尺寸及显微硬度的影响规律,利用位错理论分析了La2O3对晶粒长大和显微硬度的影响机理。结果表明：随着第二相颗粒La2O3含量的增加,钼合金晶粒长大和再结晶的退火温度有升高的趋势;La2O3的强化效果并非随含量增加而线性增大,添加的La2O3含量处在0.27%～0.49%范围时,钼合金显微硬度的增幅最大,当La2O3含量大于0.49%时显微硬度增幅减小;随着退火温度的升高,钼合金显微硬度逐渐降低。     

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。