放电等离子烧结

摘要： 以单质金属粉末为原料,采用机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)法制备了力学性能优异的生物医用Ti24Nb4Zr3Mn合金,研究了烧结压力对Ti24Nb4Zr3Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,不同烧结压力下获得的Ti24Nb4Zr3Mn合金均为体心立方β相和斜方马氏体α"相双相合金。随着烧结压力的增加,α"相在烧结合金中分布更加均匀,合金的硬度和相对密度不断增加,极限抗压强度和塑性有明显的提高。在50 MPa烧结压下的合金拥有最优的力学性能,其硬度、极限抗压强度和断裂时塑性应变分别高达424 HV、2763 MPa和51.6%。

摘要： 本文以六硼化镧(LaB_(6))纳米立方体粉体为原料,经放电等离子烧结(SPS)制备了具有(100)择优取向的高致密LaB_(6)多晶材料。详细研究了LaB_(6)多晶材料的微观组织结构和热电子发射性能,结果表明LaB_(6)多晶材料的相对密度高达95.8%,而且在垂直于SPS烧结压力方向上的表面形成了(100)择优取向。具有择优取向的LaB_(6)多晶材料表面的电子逸出功仅为2.73 eV,与LaB_(6)单晶材料(100)晶面的理论电子逸出功接近。分析了LaB_(6)多晶材料具有择优取向的原因。

摘要： 采用XRD、SEM、TEM、万能试验机、振动样品磁强计,系统研究了TiC含量对Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)中熵合金微观组织、力学性能以及磁性能的影响。添加5%和10%(摩尔分数)Ti至中熵合金Fe_(43)Ni_(35)Co_(22),通过原位自生反应形成TiC/Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)合金块体,制备方法为“机械合金化(MA)+放电等离子烧结(SPS)”。结果表明:经40 h球磨后,Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)粉末相的组成为FCC主相+少量BCC,两种TiC/Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)粉末的相组成为BCC主相+FCC相。经SPS烧结后,Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)块体为单相FCC和少量的杂质;两种TiC/Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)块体均由FCC+TiC两相组成,其中FCC相呈现“微米晶+超细晶”构成的多尺度结构,且随着TiC含量的增加,超细晶区增多。性能上,TiC的添加大幅提高了Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)的压缩屈服强度和矫顽力,同时也导致了材料的塑性和饱和磁化强度的降低。Ti添加量为5%的TiC/Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)综合性能最优异,其压缩屈服强度为1352 MPa,压缩断裂应变为24.5%,矫顽力为992 A/m,饱和磁化强度为0.1387 A∙m2/g。

摘要： 采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了AlCrTiMoTa_(x)(x=0.25,0.5,0.75,1)五元难熔高熵合金,通过XRD、SEM和EDS等手段表征了该体系合金的组织结构,并重点考察了其高温抗氧化性能.结果表明:Ta含量与合金的组织结构和抗氧化性能有极大的相关性,随着Ta含量的升高,合金的物相由BCC单相结构转变为多相结构,抗氧化性能逐渐增强.AlCrTiMoTa_(x)合金的氧化层均由TiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Cr_(2)O_(3)和CrTaO_(4)组成,氧化层中的CrTaO_(4)的相对含量与合金的抗氧化性能呈正相关.x=0.75和1时,合金表面能够形成致密的CrTaO_(4)层,并且具有优异的抗氧化性能.

摘要： 针对B_(4)C陶瓷烧结性能较差、成本较高的技术问题,提出了一种新型的B_(4)C基复合陶瓷的制备方法.该方法以B_(4)C、Ti_(3)SiC_(2)及Si的混合粉作为初始粉体,通过放电等离子烧结技术(SPS)制备第二相(TiB_(2)+SiC)质量分数为30%的B_(4)C-TiB_(2)-SiC复合陶瓷,利用SPS特殊的烧结机制以及烧结过程中的原位放热反应,有效提升了B4C陶瓷的烧结性能,降低了B_(4)C陶瓷的制造成本.研究结果表明,在烧结温度为1650°C,保温时间为5 min,烧结压力为50 MPa的条件下,制备得到了具有较高致密度(98.5%)的B_(4)C-TiB_(2)-SiC复合陶瓷.随着烧结压力的增加,B_(4)C-TiB_(2)-SiC复合陶瓷的硬度逐渐增大,断裂韧性不断减小,而复合陶瓷的弯曲强度则呈现出先缓慢增加后迅速增大的变化趋势.

摘要： 利用放电等离子烧结法(SPS)制备TA15钛合金试样,并采用扫描电子显微镜、自动转塔显微硬度计和电子万能试验机研究烧结温度对合金显微组织、硬度与力学性能的影响。结果表明,烧结温度对TA15钛合金微观组织具有显著影响,当烧结温度在900°C以上时,TA15钛合金由等轴组织转变为魏氏组织,且原始β相尺寸增大,魏氏组织中片层间距更加细密。在烧结温度850°C、烧结时间5 min、烧结压力40 MPa条件下,TA15钛合金具有最佳的力学性能,室温抗拉强度和屈服强度分别为1032.15、943.39 MPa,延伸率为17.72%。

摘要： 采用球磨法制备了Fe-Si/MnZn(Fe_(2)O_(4))_(2)核壳结构粉末,并采用放电等离子烧结制备Fe-Si/MnZn(Fe_(2)O_(4))_(2)软磁复合材料,研究了烧结温度(600~1000°C)对该复合材料显微组织与磁性能的影响。结果表明:不同温度烧结Fe-Si/MnZn(Fe_(2)O_(4))_(2)复合材料均由Fe-Si合金颗粒和颗粒间MnZn(Fe_(2)O_(4))_(2)相组成;在600~700°C烧结时复合材料通过机械结合实现致密化,属于欠烧,800~900°C烧结可实现良好冶金结合,属于完全烧结,1000°C烧结时颗粒间MnZn(Fe_(2)O_(4))_(2)铁氧体层遭到破坏,属于过烧;复合材料磁性能随烧结温度升高而先提高后下降,在900°C烧结时磁性能最好,饱和磁化强度最高,为1476 kA·m^(-1),矫顽力最低,为548.3 A·m^(-1),磁芯损耗较低,振幅磁导率稳定。

摘要： 纳米碳化硼(B_(4)C)颗粒与TA19钛合金球形粉末经球磨混合后,采用放电等离子烧结技术(SPS)成功制备出增强相呈准连续网状分布的B_(4)C/TA19复合材料。研究了增强体B_(4)C对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,B_(4)C颗粒的加入可以明显提高材料的抗拉强度,当B_(4)C颗粒的添加量为0.5%时,复合材料的抗拉强度从原始的986.8 MPa提高至1191.2 MPa,提升幅度达20.7%。当B_(4)C添加量为0.1%时,复合材料具有较为优异的强塑性匹配,抗拉强度为1065.3 MPa,相比TA19钛合金提高了8.0%,延伸率为13.4%。复合材料的强化机理主要为细晶强化及网状结构的界面强化。复合材料的显微硬度值从网状结构的内部到边界层呈增加趋势,硬度的提升可以归因于网状边界处的硬质颗粒的存在。

摘要： 本文采用气体雾化和放电等离子烧结相结合的工艺制备过共晶Al-40 wt.%Si合金。采用XRD、SEM、静水压天平、显微硬度计和万能拉伸试验机研究保温时间对Al-Si合金相组成、显微组织、致密度和力学性能的影响。结果表明,保温时间30 min时可获得均匀分布在铝基体上的超细初生硅和高密度的合金组织;与气雾化制备的3.7μm的初生硅相比,随着保温时间的延长,初生硅的平均粒径由5.17μm增大到7.72μm;在保温时间为30 min时,相对密度,抗拉强度和维氏硬度分别达到最大值94.9%,205 MPa和HV0.2196.86;此外,所有的衍射峰都属于α-Al或β-Si,检测到没有其他相;另外,对放电等离子烧结致密化过程进行了讨论。

摘要： 为满足薄膜太阳能电池对Na源充足与稳定的需求,以钼酸钠和氧化钼粉为原料,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了Na掺杂MoO_(3)陶瓷靶材(Na-MoO_(3)),研究了烧结温度、烧结助剂Al和Na掺杂含量(“含量”指摩尔分数)对Na-MoO_(3)靶材结构、组织、致密度以及Na回收率的影响。结果表明:在烧结助剂Al含量为1%、Na含量为3%、烧结温度为450°C的实验条件下,可以制备出致密度高(相对致密度98.2%)、钠回收率高(94.3%)的Na-MoO_(3)陶瓷靶材。随着掺杂含量的增加,Na-MoO_(3)靶材致密度和Na回收率降低。将含1%Al和3%Na的氧化钼陶瓷靶材通过磁控溅射工艺溅射成膜,所制备的Na-MoO_(3)薄膜结构致密,0.28%Na元素均匀弥散分布于薄膜中。

摘要： 以水溶液化学法制备的WC-6Co纳米复合粉体为原料,利用放电等离子烧结(spark plasma singtering,SPS)技术制备了超细硬质合金.研究了烧结温度对硬质合金显微组织和力学性能的影响,分析了纳米粉体烧结的致密化过程.结果表明:随着烧结温度的增加,烧结致密性、硬度和断裂韧性都呈现先增加后降低的变化趋势,在升温速度为100°C/min,烧结温度为1250°C,保温时间5min,压力为30MPa的工艺条件下,利用SPS技术可制备综合力学性能良好的超细晶硬质合金,平均晶粒大小为420nm,维氏硬度为1969HV30,断裂韧性为10.TMPa·m1/2.

摘要： 采用放电等离子烧结技术制备了2.8wt％Al2O3-6.2wt％ZrO2材料和WC-2.8wt％Al2O3-6.2wt％ZrO2材料,并研究了Al2O3和ZrO2放电等离子烧结机理以及两者对WC材料的增韧机理.结果显示,在1600°C烧结时Al2O3和ZrO2会形成一种层片状的的共晶组织.当一定量的2.8wt％Al2O3-6.2wt％ZrO2同时加入到WC中并在1600°C烧结时,形成的少部分层片状的的共晶液相能促进WC的致密化,使第二相粒子分散均匀,显著提高了WC材料的综合力学性能,其硬度和韧性同时分别达到了21.0GPa和8.5MPa m1/2.

摘要： 本文采用放电等离子烧结(SPS)这一新型粉末烧结技术,对Si3N4/MgO粉末进行烧结.在1750°C时得到最大相对密度97.14％与最大显微硬度1650HV.基于蠕变模型,通过对保温阶段致密化过程数据的计算,得到保温阶段的致密化速率,进一步确定相应的有效应力指数n值.保温温度为1600-1650°C,n＜2时,相应的致密化机理为晶界滑移.n≥3时,相应的致密化机理为位错攀移主导的蠕变.当保温温度进一步升高,保温温度为1700-1750°C,其相应的致密化机理应为晶界扩散.此外,通过确定有效应力指数n值,计算得到在1600-1650°C的保温温度下,混粉致密化的表观激活能Qd=206kJ/mol.

摘要： 采用机械合金化和放电等离子烧结(MA-SPS)工艺制备出块体Al-Zn-Mg-Cu合金.研究了MA时间对合金粉末组织和性能的影响,得到MA30h时,合金粉末的晶粒尺寸最小为23.2nm且微观应变为0.156％.研究了烧结后块体合金的组织和性能,XRD和EDS显示烧结中有弥散分布的Al2Cu颗粒增强相析出,通过SPS工艺得到高强度的纳米晶A,-ZnMg-Cu块体合金,其平均晶粒尺寸为53.5nm,压缩屈服强度为853.19MPa,塑性应变为8.1％.

摘要： 采用冷压烧结及热挤压和放电等离子烧结法(SPS)制备不同体积分数TiBJCu复合材料,测试其硬度和导电率,并观察其显微组织.结果表明:不同工艺对复合材料硬度影响较大,而对导电率影响不大,经烧结热挤压制得TiB2/Cu复合材料硬度要高于放电等离子烧结法;两种方法制得复合材料TiB2颗粒都均匀分布,经SPS法制得复合材料晶粒更加细小,有较多的孪晶组织.

摘要： 采用放电等离子烧结技术制备了共晶成份的SiC-LaB6复合材料,研究了该复合材料的烧结行为,微观组织和力学性能.结果表明在烧结温度为1327°C,SiC-LaB6复合材料开始收缩致密;在烧结温度1880°C,保温时间为5分钟,压力为40MPa条件下,LaB6增强相呈现出各向等大的结构,获得的LaB6晶粒平均尺寸为6.5μm,该工艺条件下,SiC-LaB6复合材料的致密度、硬度和断裂韧性分别为96％、22GPa、5.85MPa·m1/2.裂纹偏转和裂纹分又是该复合材料的主要增韧机制.

摘要： 本文以构建高磁感、低铁损高硅电工钢铁芯为出发点.通过采用流化气相原位沉积(FCVD)结合放电等离子烧结(SPS)工艺成功制备了高硅钢软磁复合铁芯,并系统研究了制备的高硅钢软磁复合铁芯的微观结构与电磁性能的关系.研究表明,在制备的高硅钢软磁复合铁芯中Fe-6.5wt.％Si颗粒被SiO,绝缘层均匀并且致密的包围,制备的高硅钢软磁复合铁芯具有高磁感、高电阻率、良好的频率稳定性、低矫顽力以及低铁损等优异的电磁特性:饱和磁感为175emu/g,矫顽力为15Oe,相对磁导率为350(80kHz),电阻率为8.6×10-5Ω·m,0.2T、5kHz外场下铁损仅为11.8W/kg.

摘要： 利用放电等离子烧结制得了不同含量Y2O3单独添加及不同含量Y2O3/MgO同时添加的Al2O3微波介电陶瓷.本文研究发现添加量的变化会影响Al2O3陶瓷的显微结构,从而进一步影响其介电性能.Al2O3陶瓷的显微结构如致密度和第二相的含量是影响其介电性能的主要因素.单独添加0.25wt％Y2O3时,Al2O3陶瓷得到最优的介电性能,介电常数εr=11.3±0.2,介质损耗角tanδ稳定在10-3数量级以内.同时添加Y2O3和MgO能进一步改善其介电性能,当两者的添加量均为0.25wt％时,得到最优值,介电常数εr=10.2±0.2,介质损耗角tanδ稳定在8×10-4以下.

摘要： 采用液相涂层法制备均匀混合的无团聚氧化石墨烯(GO)/氧化锆混合粉体,利用放电等离子烧结技术制备原位热还原石墨烯(IrGO)增韧氧化锆基复合陶瓷材料.对所制备氧化锆基陶瓷的成分、微观结构和力学性能等进行检测与分析.在烧结致密化温度区间,GO原位热还原程度良好,以透明薄纱状均匀分布于ZrO2基体.拉曼光谱和XPS分析结果表明:所获得的增韧IrGO的层数较少,具备一定的结构完整性,并与基体以C-O-Zr的形式与ZrO2基体形成化学键合.随着GO含量的增加,ZrO2基体的晶粒尺寸逐渐减小,硬度有所上升.当GO含量为0.09wt.％时,氧化锆基陶瓷的断裂韧性较传统的3Y-TZP提高了70％.新型氧化锆基陶瓷断裂韧性的提高不仅与传统的增韧机制(包括石墨烯的桥接、拔出与裂纹偏转)有关,还归因于原位热还原石墨烯的结构完整性及其与氧化锆基体的界面结合特性.随着石墨烯的添加,新型石墨烯增韧氧化锆的摩擦系数和磨损量逐渐小.该复合陶瓷的研发有望为其在医疗刀具上的应用提供理论指导与技术支持.

摘要： 钛和钛合金以其高强度、高韧性、低弹性模量、高比强度、优异的生物相容性和耐腐蚀性等优点,成为热门的生物医用材料.目前,新型高性能、低模量β钛合金是国内外生物医用钛合金研究的热点.因而目前,人们正致力于采用粉末冶金法制备符合要求的低成本钛合金的研究.本文采用等离子烧结(SPS)预合金粉末法制备TLM生物医用β型钛合金,研究了TLM预合金粉末的特征和SPS致密化过程、组织热处理工艺和力学性能.

摘要： 一种放电等离子体烧结制备金刚石烧结体的方法，其硅粉和钛粉总质量与金刚石的质量比为1~1.5:1，硅粉与钛粉的质量比为0.9~3.5:1；将上述原料放入钢制球磨罐中，再放入直径为18mm的刚玉磨球，球料与原料比为2:1，密封后打开真空阀抽真空，将球磨罐放入行星式球磨机，转速为300r/min，倒向频率30Hz，连续球磨30分钟后，取下球磨罐，冷却；将上述混合物在10-100MPa、1100-1650°C，SPS烧结5-20min即可。本发明工艺简单、烧结时间短、能耗低，烧结的金刚石烧结体晶粒细小、结构均匀，抗折强度提高到200-440MPa，致密度提高到80%-98%。

摘要： 本发明提供了中子屏蔽复合材料坯料热压烧结用等离子放电热压烧结炉，包括烧结炉本体、设置于烧结炉本体内部的加热装置；加热装置包括至少三个等离子体发生器，每个等离子体发生器包括低电压电路模块和升压电路模块；升压电路模块呈梯队升压，对升压电路模块所在等离子体发生器构建时间次序约束；低电压电路模块与升压电路模块连接，低电压电路模块配合升压电路模块按照预设升压方式升至正高压或负高压，升压电路模块实时匹配至少一个等离子体发生器的带电粒子密度。本发明选择梯队升压方式升压，并对等离子体发生器设计时间次序约束，确保烧结炉本体的坯料成型腔温度满足中子屏蔽复合材料坯料所需的温度曲线。

摘要： 本发明公开了基于放电等离子体烧结的高强钛合金零件的多级烧结方法，包括：(1)选取高强度的钛合金粉末，并测定其相转变点T

摘要： 一种放电等离子体烧结制备金刚石烧结体的方法，其硅粉和钛粉总质量与金刚石的质量比为1~1.5:1，硅粉与钛粉的质量比为0.9~3.5:1；将上述原料放入钢制球磨罐中，再放入直径为18mm的刚玉磨球，球料与原料比为2:1，密封后打开真空阀抽真空，将球磨罐放入行星式球磨机，转速为300r/min，倒向频率30Hz，连续球磨30分钟后，取下球磨罐，冷却；将上述混合物在10-100MPa、1100-1650°C，SPS烧结5-20min即可。本发明工艺简单、烧结时间短、能耗低，烧结的金刚石烧结体晶粒细小、结构均匀，抗折强度提高到200-440MPa，致密度提高到80%-98%。

摘要： 本发明提供了一种烧结钕铁硼磁瓦的方法，包括步骤一：选择采用常规方法制得的方块钕铁硼磁体毛坯；步骤二：将方块钕铁硼磁体毛坯切削成块状薄片；步骤三：将块状薄片钕铁硼磁体采用径向分布方式放置在烧结炉底部的弧形石墨盒底座中；步骤四：开启放电等离子烧结装置，进行烧结、保温和冷却。一种用于所述的烧结钕铁硼磁瓦的方法的放电等离子烧结装置，包括炉膛、双层液冷装置、气氛控制系统和保温系统，所述双层液冷装置、气氛控制系统和保温系统分别与炉膛固定连接；所述双层液冷系统包括缓动液冷外层和高速液冷内层，所述缓动液冷外层和高速液冷内层固定连接。采用本发明制得的磁瓦磁力度大强度高，并且制作过程耗能低、效率高。

摘要： 本发明涉及一种用于环保、化工、高温除尘、汽车尾气净化以及燃烧器等领域用金属纤维烧结毡的制备方法。所述制备方法为：将烧结的金属纤维毡、导电垫片置于烧结腔内；抽真空；然后进行放电等离子烧结5～15min；冷却；得到产品；放电等离子体烧结时，控制烧结温度为900～1300°C。本发明首次尝试了直接采用放电等离子烧结法快速高效制备出了高孔隙率、高透气值和高力学性能的金属纤维烧结毡。所得产品质量稳定、可控；操作简单，便于大规模的工业化应用。

摘要： 一种放电等离子烧结设备，其包括第一电极、第二电极、置于所述第一电极和第二电极之间的导电模具、装入所述模具内的粉末、给所述模具提供脉冲电流的脉冲电流发生器、加压装置、水冷真空室、用于控制所述脉冲电流发生器和加压装置的控制装置及用于控制所述模具内气氛的气氛控制系统、用于控制所述水冷真空室来冷却设备的水冷系统、用于测量所述加压装置的位移的位移测量系统及用于测量放电等离子烧结设备内的温度的温度测量装置。所述导电模具设置为铅或石墨。

摘要： 本发明提供了一种烧结钕铁硼磁瓦的方法，包括步骤一：选择采用常规方法制得的方块钕铁硼磁体毛坯；步骤二：将方块钕铁硼磁体毛坯切削成块状薄片；步骤三：将块状薄片钕铁硼磁体采用径向分布方式放置在烧结炉底部的弧形石墨盒底座中；步骤四：开启放电等离子烧结装置，进行烧结、保温和冷却。一种用于所述的烧结钕铁硼磁瓦的方法的放电等离子烧结装置，包括炉膛、双层液冷装置、气氛控制系统和保温系统，所述双层液冷装置、气氛控制系统和保温系统分别与炉膛固定连接；所述双层液冷系统包括缓动液冷外层和高速液冷内层，所述缓动液冷外层和高速液冷内层固定连接。采用本发明制得的磁瓦磁力度大强度高，并且制作过程耗能低、效率高。

摘要： 本发明提供一种用放电等离子烧结研究镓掺杂氧化锌陶瓷最佳烧结工艺的方法。将ZnO和Ga

摘要： 本实用新型涉及一种放电等离子烧结模具及使用该模具的烧结设备。放电等离子烧结模具包括模具底座和位于模具底座上的模具套及上压头，模具套的内壁包围的空间形成模具腔，上压头从模具套的上端压入模具腔，所述上压头的下方设有上压片，所述模具底座上设有下压片，上压片和下压片分别与所述模具腔滑动密封配合，在模具腔中位于上压片和下压片之间的空间为用于烧结原料粉末的烧结区。压片使得模具套两端的密封作用增强，在真空烧结时保证无粉体逸出，能够有效避免在真空烧结时因为粉体的逸出造成仪器的损坏，提高了模具的使用寿命，降低了放电等离子烧结工艺制备成本，同时模具操作简单方便，提高了生产效率。