361L不锈钢纤维毡烧结行为的研究

摘要

金属纤维多孔材料具有优良的过滤性、电磁屏蔽特性、传导性和抗冲击性等。广泛用于制造过滤器、消声器、电磁屏蔽、催化剂载体、热交换装置和燃料电池等。烧结是纤维多孔材料制备过程中重要的一个环节，然而有关纤维烧结领域的研究还比较薄弱。本文利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸测试仪、纳米压痕仪等分析手段对316L不锈钢纤维的烧结行为进行了研究，并首次对其烧结过程中的活化能和扩散机制进行了研究阐述。同时，研究了微波对316L不锈钢纤维毡烧结行为的影响。论文成果对于制备具有良好力学性能的烧结纤维多孔材料有重要的现实意义，也对纤维多孔材料烧结理论模型的建立起到一定的指导作用。通过本论文的研究，得到的主要成果如下:
　　(1)316L不锈钢纤维毡中的晶粒尺寸、烧结颈数量和纤维毡的相对密度都随着烧结温度的升高和烧结时间的延长而增长;
　　(2)等温烧结过程中316L不锈钢纤维毡的常规烧结的主要扩散机制为体积扩散和晶界扩散:在低温和低相对密度时，控速扩散机制主要为体积扩散;随着烧结温度升高和相对密度增大，纤维毡中更多晶界形成导致晶界扩散的影响逐渐加强;
　　(3)随着烧结温度的升高和烧结时间的延长，316L不锈钢纤维的应变硬化能力减小，硬度降低且纤维毡抗拉强度降低;
　　(4)使用微波烧结制备烧结316L不锈钢纤维毡是可行的，其适宜的烧结温度和烧结时间分别为1200℃和10-20分钟;在此制度下，纤维毡中可形成大量的烧结颈且纤维骨架晶粒较为细小。
　　(5)对比常规烧结制备的316L不锈钢纤维毡，微波烧结制备的纤维毡晶粒尺寸更小，烧结过程的活化能显著降低，由于微波烧结耗时短、能耗低，纤维在微波的作用下更易于烧结，也可获得更均匀的组织结构。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 引言

1．2 金属纤维多孔材料的制备技术

1．2．1 金属纤维的制备技术

1．2．2 金属纤维多孔材料的成形技术

1．2．3 金属纤维多孔材料的烧结技术

1．3 烧结理论研究进展

1．3．1 金属粉末烧结理论

1．3．2 金属纤维烧结理论

1．3．3 微波烧结理论

1．4 本论文的研究意义和研究内容

2 实验材料及方法

2．1 实验材料及制备方法

2．1．1 实验材料

2．1．2 制备方法

2．2 实验方法

2．2．1 微观结构表征

2．2．2 孔隙度测量

2．2．3 硬度测试

2．2．4 抗拉强度测试

3 316L不锈钢纤维毡的烧结行为

3．1 316L不锈钢纤维毡的烧结形貌与组织分析

3．1．1 宏观形貌分析

3．1．2 微观结构分析

3．1．3 微观组织分析

3．2 316L不锈钢纤维毡的烧结结点分析

3．3 316L不锈钢纤维毡的烧结活化能

3．4 本章小结

4 烧结态316L不锈钢纤维材料的力学行为

4．1 316L不锈钢纤维骨架的纳米压痕试验

4．2 16L不锈钢纤维毡的拉伸试验

4．3 本章小结

5 微波对316L不锈钢纤维毡烧结行为的影响

5．1 微波烧结316L不锈钢纤维毡的形貌分析

5．2 微波烧结316L不锈钢纤维毡的结点分析

5．3 微波烧结316L不锈钢纤维毡的烧结活化能

5．4 本章小结

6 结论

参考文献

攻读硕士期间主要的研究成果

致谢