Y-PSZ/316L不锈钢复合材料的制备及性能研究

采用粉末注射成形的方法制备了Y-PSZ/316L不锈钢复合材料,研究了Y-PSZ含量对复合材料微观组织、烧结后的致密度、收缩率及硬度的影响。结果表明:当Y-PSZ体积分数为30%时,复合材料基本形成Y-PSZ基体;当Y-PSZ体积分数为25%时,复合材料基本形成不锈钢基体。随着Y-PSZ体积分数的增加,复合材料的致密度、线收缩率、硬度随之增大。在试验研究条件下,复合材料的致密度可达91.5%~95.6%。     

Fe—Cr—Mo—C系粉末压坯烧结致密化机理

研究了烧结温度对Ｆｅ－Ｃｒ－Ｍｏ－Ｃ系试样密度及性能的影响,探讨了实现烧结致密化的机理。结果表明,采用真空烧结工艺,在１１６０￣１２６０℃范围内,Ｆｅ－（１３￣２０）Ｃｒ－１．５Ｍｏ－（１．８￣３．６）Ｃ粉末压块可实现液相烧结致密化,制得密度大于７．３ｇ／ｃｍ＾３,硬度ＨＲＡ７０以上的高Ｃｒ烧结铁基材料,适宜的液相烧结温度随Ｃ含量增加而降低。     

镁铝尖晶石烧结致密化用烧结助剂的研究进展

添加烧结助剂是镁铝尖晶石获得致密微观结构的重要途径.综述了不同的烧结助剂对镁铝尖晶石烧结致密化的影响,根据烧结助剂促进镁铝尖晶石致密化的烧结机理不同,将其主要分为三类.第一类是烧结助剂在一定温度下与镁铝尖晶石形成固溶体;第二类是在较低温度下产生液相以促进尖晶石的烧结;第三类烧结助剂在镁铝尖晶石基体中形成第二相促进其烧结致密化.明晰烧结助剂在镁铝尖晶石烧结过程中的作用机理,同时从环境友好、降低成本、改善材料性能等角度出发选择烧结助剂,以助于镁铝尖晶石在耐火材料、光学材料、透明陶瓷等领域得到更好的应用.     

TiB_2/SiC陶瓷复合材料制备工艺的研究

以TiO2、B4C和C为原料,基于原位合成法在SiC基体中生成TiB2颗粒,并采用无压烧结法制备出TiB2/SiC复合陶瓷.通过对复合材料制备工艺的研究,发现：高于1 300℃的预烧结能形成TiB2/SiC复合陶瓷坯体.C含量、烧结温度和保温时间对复合材料的相对密度均有影响.当C含量（质量分数）为4%时、在1 400℃×60 min＋2000℃×30 min的烧结工艺下能够制备出致密的TiB2/SiC陶瓷复合材料.微米级TiO2粉比纳米级TiO2粉更有利于形成较致密的烧结复合材料.随着生成TiB2体积分数的增加（5%～20%）,复合材料中TiB2颗粒逐渐粗化,间距逐渐变小.对复合材料的烧结机理还进行了分析.     

选择性激光烧结制备多孔金属的工艺研究

以316L不锈钢粉末为材料,采用选择性激光烧结法制备了多孔金属材料,研究了多孔金属材料的孔隙成形机理及激光工艺参数对其性能的影响规律。试验结果表明：多孔金属材料是在激光局部高能量烧结下球化并粘接成形。借助于激光工艺参数的控制,可制备出所需性能的多孔金属仿生材料.     

ZrO2含量对WC基复合材料的力学性能和微观结构的影响

摘要：以提高WC基复合陶瓷的断裂韧性和硬度为目标,利用ZrO2作为材料粘结剂和增强相,同时引入Al2O3添加相,采用热压烧结工艺成功制备了WC-ZrO2-Al2O3(WZA)复合刀具材料.在此基础上,添加一定量的VC作为晶粒生长抑制剂和助烧剂,以实现材料最大程度的致密化.并对热压后复合材料的硬度、抗弯强度和断裂韧性进行了测试和分析.探讨了ZrO2含量对材料微观结构和力学性能的影响,研究了复合材料断面断裂方式和材料相的组成.     

3%C-Cu机械球磨复合粉末的烧结

为了给后续的致密化工序（如热挤压）提供较高质量的烧结坯,用扫描电镜和光学显微镜分析了3%C-Cu机械球磨复合粉末所制备烧结坯的显微组织,并研究了工艺参数对其相对致密度的影响规律。结果表明,烧结温度对未机械球磨混合粉烧结行为的影响很大,而机械球磨复合粉对烧结温度不敏感。真空热压烧结可以明显地促进致密化过程。提高烧结温度、延长烧结保温时间或增加热压压强,均有助于提高烧结坯的相对致密度。在相同条件下,烧结坯的相对致密度随着复合粉末机械球磨时间的延长而降低。     

注射成形SiC陶瓷的烧结温度及其力学性能分析

以SiC微粉为原料,Y2O3、Al2O3为复合烧结助剂,以多组元蜡原料为粘结剂,采用注射成形法及液相烧结法制备了SiC陶瓷,通过扫描电镜、透射电镜等测试分析了粉体及烧结试样的物相组成及显微结构.力学性能分析显示,在合适的注射成型及液相烧结工艺参数下,烧结样品可获得良好的综合物理性能,1 900℃烧结后材料结构致密,其密度可达3.24 g/cm3,相对密度为98.2%,维氏硬度达2 486.3 HV,断裂韧性达6.68 MPa·m1/2.     

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。     

耐液态锌腐蚀材料的反应液相烧结

对生成组织以铁硼金属间化合物为主的材料的粘结剂选择及其烧结进行了研究．结果表明,以 Ｂ-Ｆｅ粉为原料,以 Ｆｅ粉作为反应剂和粘结剂来制备这种脆性材料,利用其反应液相烧结可以达到较致密的程度．为了提高材料耐锌液腐蚀性而添加的合金元素 Ｃｒ、Ｒｅ等对材料的烧结致密性影响不大,Ｂ－Ｆｅ含量和烧结温度是影响其致密性的主要因素．     

Si3N4陶瓷与不锈钢摩擦性能研究

研究了Ｓｉ３Ｎ４陶瓷与ＳＵＳ３０４不锈钢摩擦性能，认为反应烧结氧化硅的微观结构有利于储存润滑介质，同时发现水基润滑剂具有较好的润滑效果，主要原因是摩擦化学反应层的存在使摩擦系数降低，在研究基础上，将氮化硅陶瓷用作金属塑性成形模具材料，实验证明，反应烧结氧氮化硅陶瓷制造模具可成功用于不锈钢的拉深。     

原料合金化及烧结方式对NiTi合金性能的影响

镍钛形状记忆合金因具有优良的形状记忆效应、超弹性和良好的生物相容性而被广泛地运用于各个领域。本文研究原料粉末合金化及烧结方式对烧结体结构和性能的影响,分别以金属镍/钛混合粉及镍钛合金粉为原料,通过凝胶注模成形得到生坯,再以不同的烧结方式获得NiTi合金,利用X射线衍射仪和扫描电镜等设备,对原料粉末及烧结体的结构和性能进行分析。结果表明:相对于镍钛混合粉,以NiTi合金粉为原料制备出的NiTi合金组织中NiTi相含量更多;采用热等静压方法在1 050 ℃、9 MPa气压值的条件下,烧结4 h,制备出致密度达到91.5%、密度为5.9 g/cm3的合金,比真空烧结制备出的合金的密度值高出约0.5 g/cm3;同时热等静压烧结出合金的平均硬度值为226.2 HV,比真空烧结出合金硬度高出约33.6 HV。采热等静压的烧结方式能促进烧结过程中合金的致密化,大幅度提高凝胶注模成形制备NiTi合金的密度。     

304不锈钢表面喷涂Ni-Al涂层与耐磨涂层的组织与摩擦性能

304奥氏体型不锈钢因其良好的耐蚀性广泛用于工业生产,但是受组织所限,硬度较低。采用高速电弧喷涂设备在304不锈钢表面制备Ni-Al涂层和耐磨涂层,研究了涂层的组织结构、硬度及耐磨损性能。结果表明:喷涂Ni-Al合金和陶瓷材料丝材,都能有效地改善304不锈钢表面的耐磨性能,试验所制备的Ni-Al合金涂层成形良好,组织均匀且结构致密,涂层表面显微硬度值达601 HV,耐磨性约为304不锈钢基体的3倍;试验所制备的陶瓷涂层成形良好,组织均匀且结构致密,涂层摩擦系数只有Ni-Al涂层的53%,涂层表面显微硬度值达999 HV,耐磨性约为304不锈钢基体的6倍,具有良好的耐磨性。     

马氏体不锈钢等离子堆焊铁基合金组织及磨损性能

为了研究马氏体不锈钢的表面性能,采用等离子堆焊技术在Z5CND16-04不锈钢表面制备铁基合金堆焊层.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及销盘磨损实验机等检测设备,对堆焊层的组织结构、成分、硬度和磨损性能进行了研究.结果表明,铁基合金堆焊层主要由α-Fe、(Fe,Cr,Mo)7C3和(Fe,Cr,Mo)23C6相组成,添加稀土元素后相组成无明显变化.铁基合金堆焊层的硬度和耐磨性均明显高于马氏体不锈钢基材.添加适量的CeO2后,明显细化了堆焊层的显微组织.     

烧结温度对不锈钢（316L)致密性及强度的影响

以不锈钢粉为原料,经１００ＭＰａ冷成型于空气中以不同温度烧结,通过测定其相对密度,线收缩率和抗弯强度、研究温度对材料致密化和强度的影响,结果表明：烧结温度升谪,相对密度和抗弯强度增加,温度超过１２００℃时两者的增加趋于平缓。     

直接添加碳化钒对粉末高速钢烧结性能及组织演变的影响研究

研究不同比例碳化钒(VC)颗粒取代单质V粉加入时对粉末高速钢致密度、显微组织和性能的影响,分析不同烧结保温时间条件下强化相组成的差异以及对材料性能的作用机理。结果表明:添加VC颗粒的比例逐渐增高时,改善了元素V与基体之间的结合状态,有效促进高速钢的烧结致密化。保温时间为90 min时,添加VC颗粒的试样组织内部出现了大量的板条状M_2C型碳化物,而当保温时间延长至120 min时,高速钢组织内M_2C碳化物分解较为完全,同时产生了大量细小的M_6C和MC型碳化物。增大VC颗粒加入的比例有助于高速钢力学性能的提高,在加入比例为150%、保温时间为120 min时取得强度最大值2 597 MPa。高速钢的硬度主要与密度和强化相的性质有关,该研究制备得到的高速钢硬度基本维持在51～52 HRC左右。     

Mo-Ti体系合金的液相烧结与组织结构

设计了 Fe- Al烧结助剂进行 Mo- Ti体系合金的低温液相烧结 ,详细探讨合金在烧结过程中的组织结构变化以及 Mo- Ti合金的致密化机理。研究表明 ,Fe- Al添加剂对 Mo和 Ti的致密化均有明显的效果。Mo与 Ti在 Fe- Al添加剂的作用下发生了不完全的固溶反应 ,形成的部分 ( β- Ti,Mo)固溶体有效促进了不同组成配比的 Mo- Ti合金的烧结致密化     

低氮掺杂对含氢类金刚石结构和力学性能的影响

为探讨低氮掺杂对含氢类金刚石组织结构和力学性能的影响.采用非平衡磁控溅射和等离子增强化学气相沉积(PECVD)复合技术,在316不锈钢和硅片上制备碳化钨过渡层和不同掺氮量的含氢类金刚石薄膜(a-C:H(N)).通过拉曼光谱、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对薄膜组织结构进行表征,薄膜的硬度和残余应力采用微纳米力学综合测量系统和薄膜应力测量仪进行表征.结果表明随着氮掺杂,薄膜形成碳氮键(CN)且其主要以C=N键形式存在,C=N/CN的比值随着薄膜氮含量增加逐渐下降.同时当掺氮量从0增至0.12 at%时,薄膜I_D/I_G比值迅速下降,sp~2C=C/sp~3C-C比值由0.65降至0.563,而薄膜硬度基本不变,约为20.4 GPa,残余应力则由3.35 Gpa降至1.31 GPa;随着掺氮量进一步增加,sp~2C=C/sp~3C-C比值增加,薄膜硬度迅速下降,残余应力则缓慢降低.可知氮的掺杂对DLC薄膜结构的影响有临界值0.12 at%,当掺氮量低于该值时,氮掺杂促进sp~3杂化的形成,薄膜具有较高的sp~3杂化含量.而随着薄膜含氮量进一步增加,sp~3杂化含量下降.同时当低氮掺杂时,可获得具有较高硬度以及较低残余应力的薄膜.     

石墨烯增强铝基复合材料的制备及其性能

采用球磨混粉及放电等离子烧结技术制备不同含量(石墨烯质量分数为0,0.2%,0.5%,0.8%,1.0%)的石墨烯铝基复合材料,利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪、X射线衍射、拉曼光谱仪和X射线光电子能谱表征铝基复合材料的微观组成、缺陷及烧结样品表面元素的化学价态,研究石墨烯含量对铝基复合材料导热性能和显微硬度的影响。结果表明:添加石墨烯后铝基复合材料的显微硬度和导热系数均有提高,导热系数提高更为显著;当石墨烯质量分数为0.2%时,铝基复合材料的显微硬度和导热系数达到最大值,与铝基体材料相比其硬度提高24%,导热系数提高204%;但当石墨烯质量分数继续增加到0.5%,0.8%,1.0%时,铝基复合材料的显微硬度及导热系数并未明显提升,主要原因为随着石墨烯含量的增加,石墨烯片层间的团聚现象加重,从而导致铝基复合材料的显微硬度与导热系数无法再进一步有效提高。     

Micro-Fast中升温速率和烧结温度对零件致密化的影响

采用Gleeble-1500D 热模拟机对316L不锈钢粉末进行烧结,制备出尺寸为Φ1.0mm×1.0mm的微型零件。研究了升温速率和烧结温度对微型零件微观组织及性能的影响。结果表明：随着升温速率的增大,粉末颗粒间孔隙数量减少、试样相对密度增加;随着烧结温度的提高,烧结试样基体孔隙数量减少,试样相对密度显著升高;在升温速率为50℃/s,烧结温度为900℃时,可以得到将近全致密的试样,而且烧结温度低于传统烧结方所用烧结温度;试样最大轴向尺寸变化出现在烧结阶段中,说明在多物理场耦合粉末微成形工艺中升温速率比烧结温度更重要。