烧结温度对MgO-CaO材料结构和性能的影响

以轻烧镁砂粉和轻烧白云石粉为原料在不同的烧结温度下制备了MgO-CaO材料。研究了不同的烧结温度对MgO-CaO材料的显微结构及体积密度、抗水化等性能的影响。结果表明,MgO-CaO材料的主要矿相为MgO、CaO,与烧结温度无关,其合成实际上是原料中的MgO与CaO在高温下扩散至均匀以及MgO、CaO晶粒长大的过程;MgO-CaO材料的相对密度随温度的变化呈现抛物线增长趋势,MgO-CaO材料的抗水化性能取决于CaO的分布及其晶粒的大小,烧结温度越高,CaO分布越均匀,晶粒粒径越大,抗水化性能越好;只有当烧结温度大于1830℃时,才能制备致密度高、MgO与CaO分散均匀、晶粒发育完善、抗水化性能优越的MgO-CaO材料。     

Ni含量和烧结压力对SPS法制备NiTi合金显微组织及摩擦学性能的影响

采用高能球磨和放电等离子烧结法(SPS)在1000℃制备了NiTi合金,研究了镍含量和烧结压力对NiTi合金致密度、显微组织、显微硬度和摩擦学性能的影响。结果表明：通过高能球磨后,粉末颗粒尺寸减小,随着镍含量增加,Ni相衍射峰向高角度偏移。NiTi合金致密度随着烧结压力增大而增大,在低烧结压力下,合金致密度随着镍含量增加从94.7%降低到84.6%;在高烧结压力下,合金致密度随着镍含量增加表现出先增加后减小的趋势,在镍含量为45%(质量分数,下同)时,合金致密度最低。NiTi合金中主要由NiTi相、NiTi₂相和Ni₃Ti相组成,Ni₃Ti相含量随着镍含量和烧结压力增大而增大,并且镍含量和烧结压力增大会引起Ni₃Ti相晶格畸变。随着镍含量从0%增加到65%时,合金显微硬度先增大后减小,在镍含量为50%时,显微硬度最大。在相同化学成分下,合金显微硬度随着烧结压力增大而增大。增大镍含量和烧结压力会降低NiTi合金磨损率,显著提高合金耐磨性。室温下NiTi合金的磨损机制是磨粒磨损和黏着磨损。     

烧结温度对FeCu基烧结胎体组织及性能的影响

为降低Fe基粉末的烧结温度,在Fe基粉末中添加一定比例的CuZnSnMnSi粘结剂粉末,研究了不同烧结温度下烧结胎体的组织及性能。结果表明,烧结胎体主要由Cu基固溶体、Fe基固溶体及(Mn,Si)x·Oy相组成,随着烧结温度的升高,烧结胎体的相对密度先增大后减小,条带状(Mn,Si)x·Oy相逐渐聚集长大成圆球状;随着烧结温度的升高,烧结胎体的抗弯强度先升高后降低,在烧结温度为750 ℃时,烧结胎体具有最大的平均抗弯强度684 MPa;烧结胎体的抗弯强度主要取决于相对密度和(Mn,Si)x·Oy相,界面孔隙、条带状或大尺寸圆球状(Mn,Si)x·Oy相的存在是抗弯强度降低的主要原因。     

烧结温度对多孑L钛组织结构与性能的影响

分别在1000、1100、1200、1300和1400℃下真空烧结制备了多孔钛试样,并对多孔钛试样进行孔结构、组织结构和性能检测,研究了烧结温度与多孔钛的结构和性能的关系。结果表明:随着烧结温度的提高,多孔钛中颗粒边缘由尖锐变圆滑,孔型由不规则形向圆形转变,烧结颈由细变粗进而出现颗粒表面熔化,孔隙率下降。硬度随烧结温度的提高,呈现先升后降的变化规律,抗压强度逐步提高。     

烧结温度对陶瓷刚玉磨料性能的影响

本实验以氧化钙和二氧化硅为烧结添加剂,利用无压烧结工艺制备了陶瓷刚玉磨料,并借助扫描电子显微镜和单颗粒磨料强度测定仪等测试设备,研究了烧结温度对陶瓷刚玉磨料显微结构和力学性能的影响.实验结果表明:对于含CaO/SiO2添加剂的陶瓷刚玉磨料,随着烧结温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,晶粒形状也由各向异性生长逐步向等轴状发育;同时,磨料的单颗粒抗压强度也随着烧结温度的升高先升高后降低,并在1450 ℃时强度达到最大.     

Effects of Sn-substitution on the microstructure and magnetic properties of Bi-CVG ferrite with low temperature sintering

[Bi_0.75Y_1.05−xCa_1.2+x](Fe_4.4−xSn_xV_0.6)O₁₂ (Sn_x:Bi-CVG) ferrite materials were prepared by conventional ceramic technique. The bulk density, microstructure and the magnetic properties of the obtained samples were analyzed. The results showed that moderate addition of Sn⁴⁺ in Bi-CVG could lower the sintering temperature and enhance the soft magnetic properties obviously. With the increase of Sn⁴⁺ content, the saturation magnetization first increased and then decreased, while the coercivity and the ferromagnetic resonance linewidth (ΔH) first sharply decreased and then slightly increased. Additionally, the specimen of [Bi_0.75Y_0.65Ca_1.6](Fe_4.0Sn_0.4V_0.6)O₁₂ sintered at 1075 °C possessed the highest density and the optimum magnetic properties: RD (the relative density) = 98.49%, H_c = 152.3 A/m, 4πM_s = 711.3 × 10⁻⁴ T, ΔH = 2.1 kA/m.     

烧结温度对W-10Ti合金显微组织和硬度的影响

以W粉和Ti粉为原料,采用真空热压烧结工艺制备了W-10%Ti合金,研究了烧结温度对W-Ti合金的相组成、微观形貌和硬度的影响。结果表明,合金主要由富W固溶体、富Ti固溶体和心部未发生扩散的α-Ti相组成。随烧结温度的升高,W与Ti的相互固溶度增大,α-Ti相的残余量减少,1400℃烧结的W-Ti合金中部分富Ti固溶体发生了共析转变。合金的致密度和维氏硬度均随烧结温度的升高先增大后减小,在1300℃时有最大值,分别达99.4%和6.3 GPa。     

烧结温度对一种镍基高温合金组织和力学性能的影响

借助金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪等探讨了不同烧结温度对一种粉末冶金镍基高温合金（Ni-Cr-Fe-Al-Mn-Cu-Mo-Ti-Si）的组织及力学性能的影响。结果表明：烧结温度的高低影响着合金的微观组织形态,随着烧结温度的提高,合金的硬度和抗压强度呈现先升高后降低的趋势,当烧结温度在1330 ℃时,合金具有最高的维氏硬度值（253.2 HV）和最好的抗压性能（992.7 MPa）。同时,烧结温度的高低将直接影响强化相和有害相的析出。     

微波烧结温度对WC钢结硬质合金组织性能的影响

以WC颗粒为增强相,铁粉为基体,通过球磨、压制成型,微波烧结制备WC钢结硬质合金。结果表明：随着烧结温度的升高,硬质合金相对密度、显微硬度和抗弯强度均先升高后下降,在1280℃时达到最高值,即相对密度、显微硬度和抗弯强度分别达到94.85%、544 HV和847.37 MPa。1280℃烧结为液相烧结,烧结过程中WC和Fe发生相变,产生新的增强相Fe2W2C,新相以颗粒的形式存在,弥散分布在钢的基体中,对材料的性能起到强化作用。微波烧结比真空烧结温度更低,时间更短,力学性能更好。     

烧结温度对Sr掺杂HA/Ti复合材料组织结构及体外生物活性的影响

采用溶胶凝胶法制备了锶掺杂羟基磷灰石(Sr-HA)粉末,将制备的Sr-HA粉末和Ti粉按质量比2∶8压制成坯,在大气环境下烧结制备Sr-HA/Ti生物复合材料,研究烧结温度对Sr-HA/Ti生物复合材料组织结构及生物活性的影响。结果表明:烧结后Sr-HA/Ti复合材料主要由Sr-HA、Ti、TiO₂、CaO等物相组成,当温度达到950 ℃时,材料表面氧化严重,Sr-HA分解增加。大气条件下烧结制备的Sr-HA/Ti复合材料孔径可以满足骨组织长入基本要求,烧结后复合材料冶金结合良好,随着烧结温度的提高复合材料表面孔隙数量增多,孔隙直径减小,细小的孔隙均匀分布于TiO₂及α-Ti形成网格结构之间。模拟体液浸泡14天后,850 ℃烧结的试样表面陶瓷相沉积效果最好,复合材料表面生成了利于成骨的Ca₅(PO₄)_3-x(CO₃)_xOH相。     

闸片材料参数与制动盘温度关系

闸片材料参数不仅关系到摩擦副的摩擦磨损性能,也是影响制动盘温度分布的一个重要因素。采用ADINA软件,建立列车制动盘和闸片的三维热机耦合有限元模型,在制动速度100 km/h、压力0.538 MPa和惯量23 kg·m²条件下,研究闸片材料热膨胀系数、弹性模量、热传导系数对制动盘温度和接触压力的影响。结果表明:当闸片热膨胀系数从0.5×10^-5 K^-1增大到2.5×10^-5 K^-1时,制动盘峰值温度升高8.4%,最大接触压力增大47%,闸片热膨胀系数的增大加剧接触压力分布不均匀程度而使制动盘温度变化明显;弹性模量增大9倍,接触压力的分布对弹性模量不敏感,弹性模量对盘面温度影响不明显。闸片热传导系数增大7倍,制动盘峰值温度下降4.3%,热传导系数增大,加快热量的扩散速度使制动盘峰值温度降低,该研究结论可为高速列车闸片材料的开发提供参考。     

Cu-Ti-B-Diamond体系自蔓延高温烧结研究

采用Ti/Cu/B/Diamond粉体为原料,通过自蔓延高温反应技术,制备了Cu-TiB2结合剂金刚石复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)结合能谱仪(EDS)等技术表征和分析试样。研究结果表明:原料经自蔓延高温烧结后,产物主相为Cu、TiB2和金刚石。当TiB2(20%)质量分数较低时,反应后在金刚石表面形成极少量的颗粒附着物;TiB2质量分数较高时(30%~60%),在金刚石表面会形成富Cu-B相与B4C相,这些相在金刚石表面呈现出独特的凹凸不平的圆球状镀覆状态。     

烧结温度对氧化铝陶瓷疲劳损伤过程的影响

用在线定量分析方法跟踪了不同烧结温度对利用铝型材厂废渣合成的氧化铝陶瓷的疲劳损伤过程的影响,同时结合试样的XRD和SEM分析结果,确定了影响氧化铝陶瓷疲劳特性的主要因素.结果表明,1450℃烧成的试样的疲劳裂纹萌生寿命最高,达到6100周,此时体系内玻璃相含量约为30%,晶相含量约为70%.其中玻璃相含量的高低是决定氧化铝陶瓷疲劳特性的主要因素.     

宽温域下LaF3对镍基自润滑材料摩擦学性能的影响

为增强材料在宽温域下服役的稳定性及减少摩擦与磨损对材料性能的影响,采用Ni60合金粉末作为基体材料,利用放电等离子烧结技术(SPS)制备出了不同LaF3含量的镍基自润滑复合材料。利用HT-1000型高温摩擦磨损试验机、GBS-SmartWLI白光干涉三维轮廓仪、SEM、XRD等对复合材料在大气环境下的宽温域摩擦学性能进行了研究。结果表明,所制备的镍基自润滑材料在宽温域下具有优良的摩擦学性能。复合材料摩擦系数与磨损率从200到800℃的范围内保持在一个较低水平。当LaF3的含量为6%(质量分数)时,平均摩擦系数在200到800℃之间为0.189到0.288且变化范围最小,在600℃下表现最低为0.189,平均磨损率在10-5mm3/N·m数量级,综合表现出最优的摩擦学性能。这是因为LaF3含量为6%的材料在高温下形成了SrSiO3、SrMoO4、La6MoO12等盐类,所形成的盐转移膜一方面防止了对偶材料表面直接接触,另一方面减小了接触薄层的抗剪切强度,从而显著地提高了宽温域环境下材料的稳定性。随着测试温度增加到800℃,由于高温氧化作用使得复合材料摩擦系数略微上升,但仍然保持在0.2左右的较低水平。     

MoSz在空间对接摩擦材料烧结过程中的行为变化

采用粉末冶金技术制备了空间对接用铜基摩擦材料，利用X射线衍射及定量化学分析技术对MoS2在材料烧结过程中的变化行为及与其他组元之间的作用进行研究。结果表明，MoS2在加压烧结过程中存在三个方面的反应：在高温下分解成Mo和S,并造成了S元素的损失；与Cu作用形成了复杂的铜钼硫化合物；与Cu反应生成了Cu的硫化物，该类化合物具有与MoS2相类似的层状结构，有一定的润滑作用。MoS2高温分解后或MoS2与Cu反应产生的Mo元素与石墨反应形成了Mo的碳化物。另外，双飞粉的加入不仅与材料中的Mo元素作用形成CaMoO4并且改变了铜钼硫化合物、Cu的硫化物以及Mo的碳化物中各元素的麾尔比。     

聚氯乙烯包覆处理竹纤维对其增强摩擦材料摩擦学性能的影响

采用聚氯乙烯(PVC)包覆法处理竹原纤维,并将其应用于增强树脂基摩擦材料。通过定速摩擦试验、表面形貌观察及能谱分析、热失重分析等方法探讨PVC包覆处理竹纤维对其增强摩擦材料摩擦学性能的影响。结果表明,竹纤维经过PVC包覆处理后,能显著提高摩擦材料的整体摩擦学性能,尤其是中高温的摩擦因数。PVC溶液质量浓度为20 g/L,处理时间为20 min,材料具有良好的综合摩擦磨损性能。PVC包覆处理后竹纤维表面可形成一层均匀的PVC复合界面膜,使复合材料中竹纤维和树脂基体的界面黏结性能得到改善,令竹纤维在较高温度下仍然能对基体起到增强作用,提高了材料的摩擦磨损性能。     

高温高压下金刚石/碳化硅体系烧结反应机理研究

本文研究了微米级金刚石与硅粉在高温(800~1 200℃)高压(5.1 GPa)下的反应机理。通过对金刚石与硅粉反应过程的研究,发现微米级金刚石与硅粉在硅熔点以下发生了反应;并指出高温高压下微米金刚石与硅粉的反应分为两个阶段:硅未熔化前的金刚石与硅的反应,硅熔化后的金刚石与硅、石墨与硅的反应。最后提出了一种新的合成金刚石/碳化硅复合材料的工艺,即采用高压熔渗法合成金刚石/碳化硅复合材料时,在温度略高于硅熔点之后保温一段时间,再升温到合成材料的设定温度,可以合成出结构更加均匀的、高质量的金刚石/碳化硅复合材料。     

烧结温度对Al3Zr/2024Al多孔复合材料的组织与压缩性能的影响

以NaCl为造孔剂,2024Al和Zr粉末为基体,通过造孔剂法制备了Al₃Zr/2024Al多孔复合材料,研究了不同烧结温度对复合材料组织与压缩性能的影响。结果表明:复合材料的孔隙率几乎不受烧结温度影响;烧结温度的升高可促进Al₃Zr在孔壁内生成、扩散和团聚长大;压缩试验结果表明Al₃Zr可明显提高复合材料的压缩性能,压缩强度随烧结温度的升高呈现先增大后减小的趋势,在650℃时屈服强度可达57.12 MPa,平台应力可达56.8 MPa,此时Al₃Zr/2024Al多孔复合材料具有最佳的压缩、吸能性能。     

烧结温度对铁镍代钴硬质合金组织和性能的影响

采用传统粉末冶金工艺制备了WC+TiC+Ni+Fe硬质合金,研究了不同烧结温度对铁镍代钴硬质合金显微组织和性能的影响。结果表明:烧结温度为1 400～1 480℃时,合金组织正常,无石墨相和η相产生。试样的密度随烧结温度的上升而逐渐增加。在研究的烧结温度范围内,WC+TiC+Ni+Fe合金的硬度和抗弯强度值都是先升高,再缓慢降低。试验最佳烧结温度为1 440℃,材料的综合力学性能最好,硬度和抗弯强度值达到"双高",其值分别为91.6 HRA和1 720 MPa。并且此时合金的切削性能与传统的WC+TiC+Co合金相当。     

Effects of various sintering methods on microstructure and mechanical properties of CP-Ti powder consolidations

Effects of various sintering methods such as spark plasma sintering (SPS), hot pressing (HP) and electric resistance sintering (ERS) on the microstructure and mechanical properties of commercial pure titanium (CP-Ti) powder consolidations with particle size of <147 μm, <74 μm and <43 μm were studied. The smaller particle powders are densified to proceed at a higher rate. Dense titanium with relative density up to 99% is found to take place at 850 °C under 30 MPa of SPS and HP condition. However, in case of ERS, CP-Ti powders were densified almost at 950 °C under 30 MPa. The microstructure of sintered titanium is composed of equiaxed grains at 850–950 °C. The yield strength of sintered body composed of <43 μm powder is 858 MPa by using SPS at 850 °C under 30 MPa. When there is a higher content of small particle, the higher yield strength value is obtained both by using SPS and HP. However, when ERS is introduced, the highest yield strength is 441 MPa at 950 °C under 30 MPa, which shows much lower values than those by SPS and HP methods. ERS method takes much less sintering time compared with SPS and HP. Nevertheless, higher sintering temperature results in lower strength and elongation because of brittle fracture.