两步烧结法对Ni0.1Mg0.1Cu0.3Zn0.5Fe2O4铁氧体结构与性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了Ni0.1Mg0.1Cu0.3Zn0.5Fe2O4铁氧体,在650℃预烧结成铁氧体粉体,并压制成环状样品后,分别用一步烧结(TL=950℃、1050℃)和两步烧结工艺(TH=1050℃;△t=0、15、30、45min;TL=950℃)进行烧结,详细研究了一步烧结、两步烧结对铁氧体结构和性能的影响。发现两步烧结能够改善铁氧体的结构和性能,主要结果如下:(1)在TH=1050℃,△t=30min时的两步烧结过程中得到了所有烧结过程中密度最大且颗粒均匀并含有较少气孔的铁氧体;(2)在TH=1050℃,△t=15min时的两步烧结过程中得到了晶粒非常均匀,晶界良好的铁氧体,使饱和磁化强度较一步烧结提高了10emu/g以上;(3)在一步烧结中随着烧结温度的提高初始磁导率降低;在两步烧结中初始磁导率随着第一步烧结的保温时间△t增加而增加,并且均优于950℃的一步烧结的初始磁导率;(4)分析了两步烧结的作用机理,两步烧结的第1步烧结能够在烧结刚开始时促进坯体中颗粒的接触、键合、重排,使烧结可以在后续的低温第2步烧结中以合适的速率进行。     

烧结工艺现状及未来发展

本文介绍了烧结工艺流程及其关键设备配置关系。随着世界钢铁工业的发展,环境污染急需治理,烧结工艺将面临改革。其工艺装备的大型化研制,烧结工艺的技术改进,以及高效、节能、环保的冶炼新工艺,新装备的研发成为烧结工艺未来发展的方向。     

激光功率对聚己内酯基人工骨支架的影响

采用羟基磷灰石(HAP)和聚己内酯(PCL)作为原料,将HAP/PCL按1∶9的质量比制备HAP/PCL复合材料,打印成型后,测量其力学性能并进行分析研究。结果表明,所制备复合材料可用于选择性激光烧结技术,其烧结制件具有生物相容性并有较高强度。     

烧结钕铁硼磁体表面Zn-Co合金镀层制备工艺与耐蚀性能

采用氯化物镀液体系在钕铁硼磁体表面制备Zn-Co合金镀层,优化了Zn-Co合金镀层制备过程中的电镀工艺参数(镀液pH值、镀液温度、电流密度以及添加剂浓度),通过中性盐雾试验(NSS)、扫描电子显微镜(SEM)和动电位极化曲线,系统研究了Zn-Co合金镀层的显微组织及耐蚀性能。结果表明:烧结钕铁硼电镀Zn-Co合金镀层的最佳电镀工艺参数为:添加剂浓度为15 mL/L,pH值为4,电镀温度为25℃,电流密度为1 A/dm~2。在最佳工艺条件下制备的Zn-Co合金镀层经钝化后其耐中性盐雾时间可达120 h。合金镀层结构致密,有效填补了钕铁硼磁体的固有缺陷,为后期钝化形成致密钝化膜提供了材料基底基础。钝化后的Zn-Co合金镀层表面平整光亮,动电位极化曲线测试表明,相比Zn镀层,钝化后的Zn-Co合金镀层的自腐蚀电流密度下降了一个数量级,表明Zn-Co合金镀层钝化后具有更加优异的耐腐蚀性能。     

硅树脂添加量对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响

以氧化铝粉末为基体,添加具有粘结性和一定陶瓷产率的硅树脂粉末,通过干压成型和无压烧结制备出氧化铝基陶瓷型芯,重点研究了硅树脂添加量对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响。结果表明:硅树脂在裂解过程中会形成二氧化硅,二氧化硅与氧化铝基体发生反应形成新相莫来石。由于硅树脂在交联和裂解过程中会释放大量气体,导致烧结体失重,且气体的逸出会抑制由烧结引起的收缩,因此,随着硅树脂添加量增加,产生的气体量增加,烧结体的失重率增加,收缩率降低。硅树脂含量的增加使得烧结体的气孔率变大和体积密度减小,烧结体的室温抗弯强度逐渐减小。硅树脂的添加虽然降低了其室温强度,但是保证了陶瓷型芯的尺寸精度。     

激光选区融化成形多孔硬骨支架的建模、仿真及实验研究

金属3D打印技术成为当前最具有发展潜力和发展前景的工业制造技术之一,通过SLM激光选区烧结技术,选取合理的烧结参数,将金属粉末烧结成型。建立了不同孔径的多孔支架复杂三维模型,并通过有限元分析进行应力、应变的模拟分析,获得了优化后的多孔支架三维模型,为后续的实验研究分析建立理论基础,然后通过SLM烧结技术制备316L不锈钢多孔支架,通过后期热处理实验、压缩试验、金相实验,对多孔试样进行力学性能分析、硬度测试以及表面微观组织分析。通过模拟分析获得优化后的多孔支架孔径尺寸,获得了更适于人体骨骼缺损部位承重的多孔支架,可对后续研究进行指导。实验研究发现300μm孔径支架强度和弹性模量都高于天然骨,而成形多孔结构的金属件保证了骨骼修复体的生物力学性能,具有良好的力学性能。     

工艺参数对尼龙6选择性激光烧结制件致密度的影响

针对高性能聚合物尼龙6材料的选择性激光烧结(SLS)工艺,研究了不同激光功率与扫描速度对成型件致密度的影响并进行了工艺优化。实验中激光功率10~50 W,扫描速度1 000~5 000 mm/s,其他工艺参数保持恒定。引入能量密度对激光功率与扫描速度的综合作用进行研究。结果表明:随着激光功率的增加或扫描速度的增大,制件的致密度呈现先增大后减小的趋势;随着能量密度的增加,制件的致密度呈现先增大后减小的趋势。在不同工艺参数下,获得制件的最大致密度为86.74%,此时激光功率为30 W,扫描速度为2 000mm/s,能量密度为0.043 J/mm^2。选定致密度为衡量指标,通过响应面回归分析模型建立了激光功率、扫描速度与致密度的优选工艺图谱,得到最优的工艺参数为激光功率45 W,扫描速度3 465 mm/s,此时预测的制件致密度为88.971%。     

微波烧结法制备含钪扩散阴极及其发射性能研究

采用溶胶凝胶结合氢还原法制备出Sc均匀掺杂的钨粉,随后采用微波烧结法成功制备出浸渍型含钪扩散阴极。对Sc掺杂钨粉特性、Sc掺杂钨海绵基体微观结构、阴极发射性能和阴极表面活性物质分布进行了分析,结果显示:Sc以Sc2O3的形态均匀分布于平均粒径1μm的钨粉中,海绵体骨架主要由大小均匀的亚微米级准球形颗粒构成,表面孔结构良好,孔分布均匀,平均孔径在0.46μm左右,Sc_2O_3均匀分布于基体之中。电子发射测试结果表明,该阴极950℃b时脉冲偏离点电流密度Jdiv为137.59 A/cm~2,发射斜率1.431。激活后的阴极表面Ba:Sc:O的原子比例为1.8:1:2.2,同时阴极表面存在大量的纳米粒子,对阴极发射有促进作用。     

等离子喷涂La2Zr2O7热障涂层高温烧结的硬化行为

热障涂层在高温服役过程中发生烧结和硬化,是引发涂层开裂和剥离失效的主要因素,因此掌握涂层烧结规律是进行涂层设计制备、寿命预测和工艺优化的前提。 文中采用等离子喷涂技术制备 La₂ Zr₂ O₇热障涂层,在 1250 ℃ 条件下进行涂层高温热暴露试验,表征了涂层高温烧结过程中力学性能的变化规律,从孔隙结构的角度揭示了涂层高温烧结硬化机理。 研究结果表明,喷涂态 La₂ Zr₂ O₇ 涂层为典型的层状结构,硬度为(405±20) HV_0.3 ,高温热暴露后涂层呈现先快后慢的硬化趋势,热暴露 200 h 后涂层硬度提高了 80%。 涂层结构分析表明,涂层物相保持不变,但涂层孔隙率呈现出先快后慢的下降规律。 坐标轴变换处理后发现,硬度和孔隙率均呈现以 10 h 为临界的双阶段特性。 通过对涂层孔隙结构的高温准原位观察,发现涂层孔隙初期多点桥接超快愈合、后期以边界推进方式缓慢烧结的双阶段烧结现象, 从而揭示了 La₂ Zr₂ O₇ 热障涂层分阶段硬化的烧结机理,从而为发展抗烧结高性能热障涂层提供了新的理论依据。