粉末冶金技术在溅射靶材制备中的研究现状

磁控溅射靶材由于沉积速率快、镀膜均匀等优点,已成为各类薄膜材料的首选制备方法。同时薄膜材料的广泛应用使得靶材的需求量逐年增多。近年来,粉末冶金技术在溅射靶材制备中得到了广泛应用。本文对靶材制备中使用的粉末冶金技术进行总结和工艺分析,并阐述热压烧结、热等静压烧结、放电等离子烧结的研究现状,最后探讨靶材制备研究中存在的技术问题和发展趋势。

热处理对电子束选区熔化成形Ti_(2)AlNb合金组织与性能的影响

采用电子束选区熔化(selective electron beam melting,SEBM)成形技术制备了高致密的Ti_(2)AlNb合金试样,并以此Ti_(2)AlNb合金试样为对象,系统研究了它在不同热处理制度下的显微组织及物相组成,并对其硬度、室温及650℃拉伸性能以及断口形貌进行了分析表征。结果表明,电子束选区熔化成形Ti_(2)AlNb合金热处理态试样的微观组织主要由B2基体相、晶粒尺寸较大的板条状初生O/α_(2)相和细小的次生针状O相组成,950℃固溶+700℃时效试样的次生针状O相和α_(2)相含量较高,950℃固溶+800℃时效试样的初生O/α_(2)板条更为粗大。700和800℃时效热处理制度下Ti_(2)AlNb合金试样的显微硬度值接近,为3190~3210 MPa。950℃固溶+700℃时效处理试样的室温和650℃抗拉强度最高,分别为(1068±12.22)MPa和(843±39.72)MPa;而950℃固溶+800℃时效处理试样的室温和650℃下的延伸率更高,分别为(7.30±0.58)%和(8.50±0.50)%。950℃固溶+700℃时效试样的室温拉伸断口观察到较大尺寸的裂纹,时效温度提高到800℃后,裂纹消失,高温拉伸断口呈现出韧性断裂特征。

耐超高温铱合金强韧化技术研究进展

概括地论述了铱的特点,说明了探索研究铱的强韧化技术的重要性。系统地综述了国内外在铱强韧化技术方面的研究思路、取得的研究结果以及最近的研究焦点,对耐超高温铱合金强韧化技术提出了新的研究思路,阐明理论计算的方法将是铱的强韧化技术研究的热点和有效方法。最后展望了耐超高温铱合金的发展和应用前景。

碳纳米管／石英复合材料的电磁波吸收性能

采用溶胶-凝胶法合成了碳纳米管／石英复合粉体,复合粉体经热压烧结获得致密的复合材料．在8．2-12．4GHz波段测试了该复合材料的复介电常数,发现复介电常数随着碳纳米管含量的增加而大幅度提高,大的介电常数虚部说明该复合材料具有很大的介电损耗．采用传输线理论计算了该复合材料对电磁波的反射损耗,发现复合材料在此波段对电磁波具有吸收效果,并且反射损耗与复合材料的厚度、碳纳米管体积含量具有密切的关系．本文还采用了层状设计的方法提高了复合材料的吸波性能．

层状碳纳米管/石英复合材料的制备及其微波衰减性能

采用溶胶-凝胶法合成了3种不同体积分数的碳纳米管/石英复合粉体,将其中的2种复合粉体先后装入同一石墨模腔中,经热压烧结获得致密的层状碳纳米管/石英复合材料。测试了层状复合材料在8.2～12.4GHz波段的微波衰减性能,研究发现,层状碳纳米管/石英复合材料具有优良的微波衰减性能,并且微波从不同的材料面入射对微波产生的反射差别很大。对于10%(体积分数)碳纳米管/石英-纯石英层状复合材料,微波从10%(体积分数)碳纳米管/石英面入射造成的微波反射量是从纯石英面入射造成的微波反射量的5倍以上。采用层状设计制备了一种对微波反射少、吸收量大的碳纳米管/石英复合材料。

粉末冶金工艺制备Ir-Zr-W合金及其显微结构研究(英文)

采用粉末冶金工艺制备Ir-4Zr-0.3W(at%)合金,并对合金粉末和合金的相组成和显微结构分别进行了研究。发现,即使对合金粉末高能球磨24h,也无法生成Ir3Zr相,不发生机械合金化现象。但是,当合金粉末经1300°C煅烧后,完全转变为Ir3Zr相。采用粉末冶金工艺制备的铱合金晶粒尺寸细小,约4～5μm,并且在铱合金中原位生成Ir3Zr相颗粒。

反应烧结工艺制备碳纳米管/氮化硅陶瓷基复合材料

用反应烧结工艺在1550℃制备了碳纳米管（carbon nanotubes，CNTs）／Si3N4陶瓷基复合材料，借助x射线衍射、扫描电镜、透射电镜、标量分析等分析手段，研究了反应烧结CNTs／Si3N4复合材料的物相组成、化学相容性、力学性能及电磁性能。结果表明：反应烧结CNTs／Si3N4复合材料主要由α-Si3N4和β-Si3N4组成，还含有少量的游离硅。CNTs和Si3N4基体之间具有良好的化学相容性。含有1．0％（质量分数）CNTs的反应烧结CNTs／Si3N4复合材料的抗弯强度为280MPa，Vickers硬度为8．2GPa，断裂韧性为2．3MPa·m^1/2，在8～12GHz（X带）具有明显的微波衰减特性，在10GHz处的最大衰减值达7dB，可用作微波吸收材料。

氢氟酸腐蚀对蒙乃尔合金过滤管环拉强度的影响

本文主要讨论氢氟酸对蒙乃尔滤管腐蚀后抗拉强度的影响,讨论了腐蚀时间对抗拉强度的影响,并对环拉断面进行了SEM形貌分析。随着腐蚀时间的延长,在不同工艺条件下所制备的滤管其抗拉强度产生不同的变化。在同一腐蚀时间条件下,不添加成形剂的滤管,其抗拉强度比添加成形剂的试管抗拉强度要高;同一工艺制备的滤管,随着烧结温度的提高,其腐蚀后的抗拉强度也有所提高。

高催化活性析氢电极的制备现状

对高催化活性析氢电极的各种制备方法(如电沉积法、去合金法、化学镀、复合镀、溅射法及机械合金化等)进行了归纳,并指出了今后析氢电极的发展趋势。

纳米添加剂对W-Ni-Cu合金性能的影响

研究了纳米添加剂对W Ni Cu合金性能的影响和作用机理;用扫描电镜和金相显微分析技术研究了合金的形貌与结构;测量了合金试样的物理力学性能.研究结果表明:加入纳米添加剂可降低烧结温度;选用的纳米添加剂对钨晶粒的长大起了抑制作用,细化了W Ni Cu合金的晶粒;适量的纳米添加剂大部分分布于Ni Cu粘结相中.在该实验条件下,在1430℃烧结得到了全致密的W Ni Cu合金.

碳纳米管／石英复合粉体的制备

采用表面活性剂和超声辅助的混酸处理工艺对碳纳米管进行了表面修饰，均获得了分散均匀的碳纳米管悬浮水溶液，利用傅立叶红外吸收光谱及Zeta电位等手段对其分散机理进行了分析；采用快速溶胶一凝胶法，制备了多种碳纳米管含量的石英基复合粉体，透射电镜观察显示两种修饰碳纳米管表面的方法都有效提高了碳纳米管在石英基体的分散性，制备出了均匀的碳纳米管／石英复合粉体。

硬组织植入多孔钛的制备及其性能研究

为满足硬组织植入多孔材料的需求，在传统粉末烧结法的基础上，利用造粒-松装烧结法制备了多孔钛．比较了这两种方法制备出的多孔钛性能和结构差异。结果表明：粉末烧结法制备的多孔钛样品为均一型孔结构且孔隙度较低，同时过高的力学性能限制了该方法的应用；采用造粒一松装烧结法制备出的多孔钛孔隙度为60％-80％，同时多孔钛的孔结构为大孔孔壁分布着均匀微米级小孔的双峰孔结构，力学性能与人体骨组织较好匹配，完全符合硬组织植入体的性能要求。

由德国增材制造国际会展谈3D打印

随着3D打印技术的兴起及其在航空航天、医学、建筑、汽车等领域的广泛应用,全球掀起了3D打印应用的浪潮,涌现出一批优秀的3D打印企业和各式各样的相关会议及展览。据统计,2017年全球共计有90场3D打印方面的国际会议,分别在24个国家召开,尤以欧洲居多。汇报了德国增材制造国际会议及展览的概况,重点介绍了知名的金属粉末制造商,谈到了一些体会并对未来发展提出了建议,希望为推动我国3D打印技术创新与产业化发展略尽绵力。

球形难熔金属粉末的制备技术

高品质球形难熔金属粉末是应用热等静压、热喷涂、注射成型、3D打印等先进粉末冶金制造加工技术,生产高性能难熔金属构件的关键原料。目前球形难熔金属粉末的制备技术主要包含物理化学法、等离子球化法、等离子雾化法和等离子旋转电极法。综述了这4类制粉技术的原理及所制备难熔金属粉末的物理化学性能,并对这4类制粉技术特点及优劣进行评述,指出未来难熔金属粉末制备技术的主要发展方向。

PREP法制备高铌TiAl粉末工艺研究及粒度预测

系统研究了等离子旋转电极工艺参数对高铌TiAl粉末粒度大小及分布的影响,影响粉末粒度大小的主要因素为电极棒直径和转速。提高电极棒直径和转速,都有利于提高高铌TiAl粉末中细粉(直径<75μm)的收率,并使粉末的粒度分布由单峰分布转为双峰分布。通过分析高铌TiAl粉末颗粒的形成条件,结合材料及制粉工艺参数,并对比粉末的实际粒径,修正计算公式,获得了通过等离子旋转电极工艺制备高铌TiAl粉末平均粒径的经验计算公式。

Co/Al2O3金属陶瓷材料的制备及热性能

采用共沉淀法制备了Co/Al2O3复合粉体的前驱体,经过煅烧、原位选择还原得到平均粒径为20 nm～30 nm尺寸可控、分布均匀的Co/Al2O3纳米多相复合粉体.最后复合粉体在Ar气氛保护下,1250℃～1550℃,30 MPa保温1 h烧结得到Co/Al2O3陶瓷基复合材料.试验过程中用到的测试与表征手段有TG-DSC,XRD,TEM等,用激光微扰法(laser flash)测量样品的热扩散系数,从而计算得到复合材料的热导率,其最大值接近理论值45.29 W/m.K.金属Co的添加有效的提高了Al2O3基陶瓷材料的导热性能.

热处理工艺对电子束选区熔化Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织性能的影响

对电子束选区熔化Ti-48Al-2Cr-2Nb合金热处理后的组织演变和力学性能进行研究。结果表明:随着热处理温度的提高,Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的细小双态组织和等轴γ条带组织逐渐发生粗化,并且向层片组织转变。当热处理工艺为1290℃/4 h、1315℃/1.5 h和1335℃/0.5 h时,合金的主要组织分别为双态组织、近层片组织和全层片组织。其中,等轴γ条带的平均宽度由沉积态的28.5μm分别增大至115.5、291.4、332.5μm。组织粗化使得纵向试样的平均抗拉强度由沉积态的698 MPa分别下降至541、461、390 MPa,延伸率无明显变化。此外,所有热处理工艺下横向试样的力学性能均优于纵向试样,这是由于粗化的等轴γ条带与基体中双态组织的界面结合强度较弱。随着热处理温度的升高,横向试样与纵向试样抗拉强度的差值逐渐增大,在1335℃/0.5 h时达到最大值102 MPa。

热等静压强化处理MIM 316L不锈钢的研究

采用金属粉末注射成形工艺在不同烧结温度下制备了316L不锈钢零件及拉伸试样条,并对该产品进行了热等静压不同温度的后处理。对试样的拉伸断口形貌进行分析。结果表明:采用MIM工艺制备的316L不锈钢件烧结温度在1300~1400℃时,随着烧结温度的提高,烧结件的相对密度逐渐提高,但屈服强度和抗拉强度在烧结温度达到1360℃后开始逐渐降低;采用热等静压强化处理的316L不锈钢件与未热等静压强化处理件相比,孔隙减少,相对密度提高,孪晶组织增多,屈服强度和抗拉强度均有提高。采用MIM+HIP后处理制备的316L不锈钢件与MIM制备的样件相比,断口形貌韧窝尺寸相对较大、较深,塑性优于MIM样的。

电渣重熔-等离子旋转电极雾化制备高品质316H奥氏体不锈钢粉末

首先采用电渣重熔法熔炼316H奥氏体不锈钢母合金,随后采用等离子旋转电极雾化(PREP)法制备了球形316H奥氏体不锈钢粉末。利用氧氮分析仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、霍尔流速计和激光粒度分布仪等研究了粉末的氧含量、形貌、相结构、流动性、松装密度、振实密度及粒度分布。结果表明:电渣重熔制备的316H奥氏体不锈钢母合金全氧含量为20×10^(-6),铸锭成分均匀;等离子旋转电极雾化法制备的316H奥氏体不锈钢粉末全氧含量为70×10^(-6),粉末粒度呈现双峰分布,细粉收得率高,粒径为15~150μm的粉末占比近80%,粉末粒径分布范围广、球形度高、卫星粉少。粉末表面基本为胞状晶,截面为均匀的枝晶组织,为单一的γ-Fe相结构。制备态粉末的霍尔流速、松装密度和振实密度分别为14.83 s·50^(-1)g^(-1)、4.725 g·cm^(-3)和5.401 g·cm^(-3)。粗粉和细粉质量分数各占一半时,粉末的霍尔流速为12.91 s·50^(-1)g^(-1),小于初始粉末的霍尔流速,提高了粉末的流动性能。长时间的真空储存能降低粉末的带电性能,进而降低粉末颗粒之间排斥作用,可进一步提高粉末流动性。粗、细粉之比为7:3时,粉末的填充性能最好,填充率高达70.6%。

前驱体浸渍法制备泡沫镍屈服强度与孔结构的关系

采用有限元模拟技术计算不同孔结构泡沫镍的屈服强度,并以气雾化Ni-20Cr合金粉末为原料,以不同孔径的聚氨酯泡沫为模板,控制浸渍工艺制备出不同孔径与不同密度的泡沫镍铬合金,研究合金屈服强度随密度与孔径尺寸的变化关系。有限元模拟计算结果表明,开孔泡沫金属材料的屈服强度符合Gibson-Ashby方程,在开孔泡沫金属材料密度一定的情况下,材料的屈服强度不随孔径的变化而变化。实验结果表明,对于相同孔径的泡沫金属材料,其屈服强度和相对密度的关系为σ/σs与相对密对(即ρ/ρs)的1.5次方呈线性关系(σ和σs分别为泡沫材料与致密材料的屈服强度;ρ和ρs分别为泡沫材料与致密材料的密度);而具有相同密度和不同孔径的泡沫镍铬合金,其屈服强度很接近,验证了开孔泡沫金属材料屈服强度随密度的变化规律符合Gibson-Ashby方程。