放电等离子体烧结BaTiO_(3-x)Bi(Ni_(0.5)Zr_(0.5))O_(3)陶瓷的介电和阻抗性能

采用传统固相反应法合成BaTiO_(3-x)Bi(Ni_(0.5)Zr_(0.5))O_(3)粉体和放电等离子体烧结技术制备BaTiO_(3-x)Bi(Ni_(0.5)Zr_(0.5))O_(3)陶瓷,研究陶瓷的晶体结构、微观形貌、介电和阻抗性能。结果表明:BaTiO_(3)-0.10Bi(Ni_(0.5)Zr_(0.5))O_(3)陶瓷具有钙钛矿型,晶体结构为赝立方相,晶粒尺寸约为0.64μm,密度为5.81 g/cm^(3),最大介电常数为7149,且随频率升高相变温度向高温移动。在1 kHz下,BaTiO_(3)-0.10Bi(Ni_(0.5)Zr_(0.5))O_(3)陶瓷的ln(1/ε-1/ε_(m))与ln(T-T_(m))的拟合曲线斜率为1.61,在-41~169℃内,Δε/ε_(25℃)≤±15%,表明样品有良好的温度稳定性。此外,随温度和频率的升高,材料的阻抗降低,在50℃下,当频率为100 Hz时,电阻为2.33×10~6Ω,离子电导率为10^(-8)S/cm。

放电等离子体烧结工艺制备W-10Ta合金的力学性能和晶粒长大动力学研究

试验采用放电等离子体烧结(SPS)工艺,在烧结温度1600~1900℃、保温0~15 min下制备了W-10Ta合金,分析了材料的组织、性能及晶粒长大动力学。结果表明:钨和钽在烧结过程中形成了单相W-Ta固溶体,且随着烧结温度和保温时间的增加,W-10Ta合金的衍射角向低角度偏移。W-10Ta合金的断裂方式为穿晶断裂和沿晶断裂组合而成的脆性断裂。随着烧结温度和保温时间的增加,W-10Ta合金的致密度和剪切强度增加。在低温(1600~1700℃)下,W-10Ta合金的晶粒尺寸变化不大,在高温(1800~1900℃)下,W-10Ta合金的晶粒明显长大。此外,W-10Ta合金的晶粒长大系数为n=2,晶粒长大主要以晶界扩散为主。在保温时间5 min、10 min、15 min下,W-10Ta合金晶粒生长的活化能分别为359.26 kJ/mol,378.65 kJ/mol和373.76 kJ/mol。

放电等离子体烧结:高技术陶瓷制备的福音

放电等离子烧结(SPS)是电流活化/辅助烧结技术的一种,通过机械压力、电场和热场相结合,增强粒子间的结合和致密化。放电等离子烧结(SPS)是电流活化/辅助烧结技术的一种,通过机械压力、电场和热场相结合,增强粒子间的结合和致密化。放电等离子烧结采用了与热压工艺相同的冲压/模具系统概念:粉体放在模具中,压在两个反向滑动的冲头之间,机械载荷通常是单轴的。

热压与放电等离子体烧结两种工艺制备Al_2O_3/Cu复合材料

由机械合金化法(MA)制得纳米级Al2O3颗粒弥散镶嵌于微米级Cu颗粒表面的复合粉末,利用球形化工艺改善所制得复合粉的形貌及粒度范围,分别采用热压法(HP)和放电等离子体烧结(SPS)法制备Al2O3/Cu复合材料。通过测试密度、电导率、抗弯强度及SEM复合粉形貌和烧结体断口分析、微区成分分析,对比研究了Al2O3质量分数分别为0%、0.5%、1.0%、1.5%时Al2O3/Cu复合材料的物理、力学和电学性能。结果表明:不同制备工艺下随着Al2O3含量增加,材料的抗弯强度先增后降,电导率除受杂质影响外,还受材料缺陷的影响,故变化规律不明显,对于Al2O3含量相同的Al2O3/Cu复合材料,采用SPS法制备的复合材料的致密度、抗弯强度及电导率均高于HP法;在弯曲应力下两种制备方法所得复合材料均发生延性断裂。

放电等离子体烧结SiC/Cu金属陶瓷复合材料研究

选用SiC/Cu包裹复合粉体,采用最新型的放电等离子体烧结方式制备了SiC/Cu金属陶瓷复合材料.分别采用XRD、SEM等方法对烧成样品进行表征.结果表明,放电等离子体烧结过程中,由于等离子体的作用,不同的烧成温度使得烧成样品中的物质及相应的含量发生变化.样品的密度随温度升高而增大,而硬度在730℃左右出现最大值,这是采用放电等离子体烧结制备SiC/Cu金属陶瓷复合材料的最佳烧成温度.由于SiC的增强作用,使得SiC/Cu金属陶瓷复合材料的硬度远远高于Cu.

放电等离子体烧结复合稀土钼阴极的次级发射性能及组织的研究

研究了放电等离子体烧结(SPS)复合稀土氧化物的钼阴极材料的二次电子发射系数、致密化、组织、结构,对发射后的材料表面进行了微观组织观察,并与常规烧结(CIP-S)方法进行了比较。在低于常规烧结温度180℃～280℃,保温3min得到的复合稀土氧化物的钼阴极材料的晶粒明显细化,相对密度达95.6%～98.8%,因在激活发射过程中能快速在阴极表面形成高比例的稀土氧化物膜,使二次电子发射系数高于CIP-S烧结材料。但SPS烧结温度高于1600℃,晶粒将急剧长大,二次发射系数也显著下降。

Skutterudite类化合物晶粒长大规律和放电等离子体烧结的研究

用熔融-退火-放电等离子体烧结法(SPS)制备了晶粒尺寸均匀致密度高的La0.75Fe3CoSb12热电合金.研究了退火时间和温度对skutterudite合金晶粒长大的影响,晶粒生长动力学指数n=2.7,表观生长激活能Q=381±30 kJ/mol.晶粒长大主要受扩散机制控制. SPS的致密度随烧结时间的延长和温度的升高而增加, SPS后微观组织的观察表明,通过控制退火温度可有效地控制合金最终的晶粒尺寸.

高能球磨和放电等离子体烧结制备超细WC-8Co硬质合金

以0 .8 1μm的WC粉和1.3 5 μm的Co粉为原料,采用高能球磨制备了粉末比表面积为6.82m2 ·g- 1 ,粉末粒度为5 9.4nm的WC 8Co混合粉末。将此纳米粉末采用放电等离子体烧结(SPS)制备了WC晶粒度为0 .5～0 .6μm、硬度为HRA93 .5的超细硬质合金。研究了SPS烧结温度和添加晶粒抑制剂对显微组织与HRA硬度的影响。

放电等离子体烧结W粉数值模拟

根据传热学以及电磁理论,在放电等离子体烧结的典型烧结条件下建立了电热耦合控制方程,利用有限元方法对W粉试样在烧结中的电热效应进行了数值模拟,得到烧结过程中电流密度、能量密度以及温度场分布。结果表明:放电等离子体烧结升温速率快,半径大小影响模具轴向温度梯度,试样径向有较高的温度梯度,影响烧结后试样的均匀性。

放电等离子体烧结工艺对La_(0.7)Fe_3CoSb_(10)材料相对密度的影响

用熔炼-退火-放电等离子体烧结法(SPS)制备了晶粒尺寸均匀的La0.7Fe3CoSb10材料。采用扫描电镜,研究了SPS工艺,包括粉末粒度、烧结温度及烧结时间对该材料相对密度的影响。结果表明:烧结试样的相对密度随烧结时间的延长和温度的升高而增高;通过控制退火温度可有效地控制材料最终的晶粒尺寸。

放电等离子体烧结原位制备SiC-TiC-Ti_3SiC_2复合材料

采用Ti,Si,C以及少量的Al,应用放电等离子体烧结设备,在1350℃烧结得到不含有TiC的SiC-Ti3SiC2复合材料,其中SiC理论体积含量为50%。材料表面气孔率为2.72%。材料的硬度为10.09GPa,断裂韧性为5.66MPa·m1/2,硬度低的原因是由于材料不够致密。提高烧结温度到1450℃,XRD结果表明材料中有了TiC的存在,这说明提高烧结温度以后,Ti3SiC2发生了分解。但是材料表面气孔率为0.64%,材料的硬度达到了18.07GPa,同时,材料的断裂韧性值达到了6.30MPa·m1/2。实验表明,仅提高烧结温度100℃,使Ti3SiC2部分分解得到TiC,就能够提高材料的硬度和断裂韧性。

C/C材料表面SiC涂层的放电等离子体烧结技术的研究

利用各种涂层技术在C/C复合材料制备抗氧化涂层是解决其在高温有氧环境中安全可靠使用的关键问题。本文主要研究了C/C复合材料表面SiC涂层的放电等离子体烧结的制备工艺。结果表明,烧结温度在1200℃~1400℃范围内均可制得与基体结合紧密的SiC涂层;1300℃保温烧结1 min制备的SiC层无裂纹,与基体结合紧密,粒径5~10 µm,并在1400℃的大气气氛下具有良好的抗氧化性能。

放电等离子体烧结技术在材料连接领域的应用现状

焊接技术的创新发展对推动制造业的升级转型、实现“碳达峰”和“碳中和”目标具有关键性作用.放电等离子体烧结(spark plasma sintering,SPS)连接作为一种新型、高效和节能的连接方法,近年来在国内外获得了广泛关注,是未来重要的连接技术发展新方向.对SPS连接的基本形式、原理和特点进行概述,归纳总结了近年来SPS连接在金属、陶瓷和金属/陶瓷异质连接方面取得的最新进展,分析了当前SPS连接研究领域的不足,指明了SPS在材料连接领域应用的发展方向,为中国关键领域核心部件的制造提供了新思路,为新型焊接技术和设备的发展提供了参考.

水热法制备SnO_2纳米颗粒的放电等离子体烧结

以金属锡粉先合成锡配合物,再进行水热反应得到无氯离子污染的纳米二氧化锡粉体。以该粉体进行放电等离子烧结制备二氧化锡陶瓷,于850℃获得理论密度值90.5%,但当进一步提高烧结温度至900℃时,由于SnO2颗粒的蒸发和还原未能达到更高密度。

放电等离子体烧结镍的形变组织研究(英文)

利用放电等离子体烧结(SPS)技术制备了粗晶(13μm)和细晶(2μm)两种镍样品。EBSD分析表明,两种烧结样都没有织构,且它们的晶粒都为完全再结晶组织。对此烧结样进行单轴压缩,研究晶粒尺寸对形变中微观组织演变的影响。在样品坐标系中,用每个像素点相对于平均取向的旋转轴来构图,结果显示在一些大晶粒中有扩展的平直界面。滑移迹线和Schmid因子分析表明,这些界面平行于{111}迹线的晶粒,其取向与前人研究的有相同微观组织的大晶粒取向相同。对于SPS烧结的粗晶样和细晶样,几乎每个晶粒内部都发生了一定程度的晶粒分裂。

放电等离子体烧结(SPS)制备多晶La_(0.4)Pr_(0.6)B_6块体及其发射性能研究

采用氢直流电弧法制备了LaH2和PrH2粉末,然后利用放电等离子体烧结(SPS)技术制备了多晶的La0.4Pr0.6B6致密块体.系统分析了烧结温度对样品微观结构及性能的影响,研究结果表明:烧结温度高于1350℃时可形成La0.4Pr0.6B6纯相,且样品致密度随着烧结温度的升高而增加.所制备材料的密度、维氏硬度和抗弯强度的最大值分别达到4.82g/cm3、19.14GPa和225.13MPa;测试了40MPa、1400℃烧结样品的热电子发射性能,当阴极温度为1873K时最大发射电流密度为30.65A/cm2;利用Richardson直线法求出了所测试样品绝对零度时的逸出功φ0为2.165eV,并计算出了样品在不同加热温度时的有效逸出功φeff,其平均值为2.84eV。

放电等离子体烧结Cu/Invar双金属基复合材料的工艺优化、显微结构与力学/热性能

采用放电等离子体烧结(SPS)工艺制备(30~50)%Cu/Invar(质量分数)双金属基复合材料。通过设计正交实验方案,系统研究Cu含量、压制压力及烧结温度对复合材料显微结构、力学性能和热性能的影响。结果表明,随着Cu含量由30%增加至50%(质量分数),Cu基体逐渐转变为连续网络分布,复合材料致密度、热导率及热膨胀系数增大,但抗拉强度降低。提高烧结温度,Cu/Invar界面扩散加剧,导致复合材料的热导率降低,抗拉强度增大。压力对复合材料热性能的影响较为复杂。在700℃,60 MPa下制备的50%Cu/Invar(质量分数)复合材料具有最高的热导率,为90.7 W/(m·K),优于以往报道的大多数Cu/Invar复合材料。

放电等离子体烧结(SPS)制备Mn1.2Fe0.8P0.75Ge0.25化合物及其磁热效应研究

采用机械合金化结合放电等离子体烧结技术,成功制备了Mn1.2Fe0.8P0.75Ge0.25室温磁制冷材料。采用XRD、VSM对烧结样品晶体结构和磁热效应(MCE)进行了研究。结果表明该化合物具有六方Fe2P型晶体结构,其热滞为4K,居里温度为292K,并且在居里点附近有较大的磁熵变,当外加磁场为1.5T时,最大磁熵变达到18.0J/(kg.K),绝热温变达到2.7K。

放电等离子体烧结Si_3N_4-BN复合陶瓷性能研究

以Si3N4和BN粉末为原料,Si3N4-BN复合粉末中BN的体积分数分别选定为10%、20%和30%,采用质量分数为2%的Al2O3和6%的Y2O3作为烧结助剂,分别在1500、1600和1650℃,压力50 MPa,保温5 min的条件下,采用放电等离子体烧结法制备了致密Si3N4-BN复合陶瓷。XRD结果和SEM分析表明:当煅烧温度为1650℃时,复合陶瓷中的α-Si3N4已完全转变为β-Si3N4;BN的加入抑制了复合陶瓷中Si3N4晶粒的生长而使结构细化;复合陶瓷的维氏硬度和断裂韧性随BN含量的增加而逐渐降低。

二价铁过量M型钡铁氧体的放电等离子体烧结合成

在氩气保护下用化学共沉淀工艺制备了名义组成为BaFe131+.8Fe02.+3O19的Fe2+过量M型钡铁氧体(BaM)前驱体,采用XRD、SEM和Archimedes法研究了前驱体在放电等离子体烧结(SPS)条件下的物相组成、显微结构和致密度.结果表明,合成高致密度的单相Fe2+过量BaM材料的优化SPS工艺为850℃、保温30min和压力10MPa,其结晶机制为低温下前驱体分解形成α-Fe2O3和Fe3O4或γ-Fe2O3,高温下Fe2+过量BaM结晶,整个结晶过程中没有BaFe2O4中间相形成.单相Fe2+过量BaM材料的饱和磁化强度为58.2A.m2.kg-1,矫顽力为255kA.m-1,说明Fe2+占据自旋向上的2a磁晶位.