放电等离子烧结制备钼镍合金

采用放电等离子烧结方法制备钼镍合金,研究了烧结温度、压强、保温时间、升温速率对钼镍合金相对密度的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子背向散射衍射仪等检测手段对钼镍合金的相对密度、显微形貌、物相等进行表征,分析放电等离子烧结钼镍合金的致密化过程。结果表明:烧结温度和压强是影响钼镍合金相对密度的主要因素,Mo和Ni元素的局部高速扩散是促进钼镍合金致密化的主要原因。烧结态钼镍合金的物相主要由Mo和MoNi中间相组成,Mo颗粒均匀分布在MoNi中间相形成的网状组织中。烧结态钼镍合金最大相对密度99.10%,平均晶粒尺寸小于10μm,平均硬度HRA 72。添加剂Ni含量在烧结前后变化不大。

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。

放电等离子烧结参数对U_(3)Si_(2)芯块力学和热学性能影响的研究

U_(3)Si_(2)是轻水堆中最具前景的事故容错核燃料之一,有望在未来取代UO2核燃料而被广泛使用。目前,采用放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)技术制备U_(3)Si_(2)芯块的研究已被广泛报道,但SPS参数对芯块性能的影响还尚不明确。本文采用SPS技术制备了U_(3)Si_(2)芯块,并研究了不同烧结温度(1000~1300℃)和压力(30~90 MPa)对芯块的力学和热学性能的影响。利用激光导热仪测量了芯块的热扩散率,并计算出芯块的热导率。通过纳米压痕仪测量芯块的力学性能,包括硬度、杨氏模量和断裂韧性。研究结果表明:所制得的U_(3)Si_(2)芯块热导率在27~700℃范围内均呈现线性增加的趋势,并随着烧结温度和压力的升高而增大;芯块的硬度和杨氏模量随烧结温度升高而增大,且随着压力的升高呈现先增加后平缓的趋势,并在60 MPa趋于平缓;芯块的断裂韧性随烧结温度升高而降低,并随着烧结压力的升高而增大。基于上述结果,提出了优化的SPS参数。本研究将为高性能U_(3)Si_(2)燃料的制备提供参考。

石墨烯化学镀铜对放电等离子烧结石墨烯增强铝基复合材料组织和性能的影响

通过化学镀方法得到镀铜石墨烯粉末,再通过静电自组装方法将镀铜石墨烯粉末与铝粉混合,然后经放电等离子烧结工艺制备镀铜石墨烯增强铝基复合材料,研究了不同质量分数(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%)镀铜石墨烯增强铝基复合材料的微观结构和性能,并与质量分数0.1%未镀铜石墨烯增强铝基复合材料进行对比。结果表明:镀铜石墨烯在复合材料中分散均匀,复合材料的相对密度均在99%以上;铝和铜发生反应生成了中间相Al_(2)Cu,但未有Al_(4)C_(3)界面相生成;镀铜石墨烯增强铝基复合材料的硬度和耐磨性能均优于未镀铜石墨烯增强铝基复合材料;随着镀铜石墨烯含量的增加,复合材料的硬度先升高后降低,磨损质量损失和摩擦因数均呈先减小后增加的趋势。当镀铜石墨烯的质量分数为0.2%时,复合材料具有优异的综合性能,其硬度为74.7 HV,磨损质量损失和摩擦因数均最小,分别为0.0023 g和0.259,磨损机制为氧化磨损。

放电等离子烧结Bi、Ce掺杂钇铁石榴石陶瓷的微观结构与磁性能

钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)是一种立方晶体结构的软磁铁氧体材料。YIG具有法拉第效应、低的铁磁共振线宽,在微波磁光领域具有广阔的应用前景。采用球磨法,通过预烧成功制备Y_(2.6-x)Bi_(0.4)Ce_(x)Fe_(5)O_(12)(x=0.1,0.2)粉末,再利用放电等离子烧结(SPS)将其在较低温度下制备成陶瓷。采用X射线衍射仪对陶瓷表面和内层进行了物相分析,采用扫描电子显微镜对粉体和陶瓷形貌进行观察,采用振动样品磁强计对样品进行了静态磁性能测试。实验结果表明,由于Bi元素的掺入,预烧温度降低到1050℃。利用放电等离子烧结方法,在1050℃、60 MPa、保温4 min条件下制备出孔洞少、表观密度为5.3585 g/cm^(3)和5.4469 g/cm^(3)的Bi,Ce-YIG陶瓷,实现了Bi,Ce-YIG陶瓷的低温快速烧结。Ce的掺入提高了Y_(2.6-x)Bi_(0.4)Ce_(x)Fe_(5)O_(12)(x=0.1,0.2)粉末陶瓷的饱和磁化强度(分别为23.01 emu/g、25.96 emu/g),有利于磁光器件的小型化。Bi,Ce-YIG陶瓷的铁磁共振线宽最低为140.5 Oe,有利于器件在微波应用中的低损耗。

放电等离子烧结制备细晶AlN陶瓷

采用纯纳米AlN粉和掺杂质量分数3%Y_(2)O_(3)的纳米AlN粉为原料,经放电等离子烧结工艺制备AlN陶瓷,研究了两类AlN陶瓷的相对密度、微观组织、力学性能和导热性能。结果表明:纯纳米AlN粉和掺杂Y_(2)O_(3)纳米AlN粉在40~60 MPa下,经1500℃放电等离子烧结5~60 min,均可获得相对密度>99%的AlN陶瓷。当烧结压力为50 MPa时,获得的AlN陶瓷晶粒尺寸最小,分别为176 nm和190 nm,细化晶粒明显提高了AlN陶瓷硬度和抗弯强度。当烧结时间从5 min延长至60 min时,两种AlN陶瓷晶粒尺寸分别增大至1.71μm和1.73μm。晶粒长大导致AlN陶瓷硬度和抗弯强度下降,但提升了导热性能。通过对比发现,相同放电等离子烧结工艺下添加烧结助剂Y_(2)O_(3)能够有效提升AlN陶瓷的综合性能。

放电等离子烧结Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料摩擦磨损性能研究

以Cu-15Ni-8Sn合金为基体,石墨为润滑剂,采用放电等离子烧结技术制备了Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料.使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能试验机研究了复合材料的微观组织、物相组成和室温力学性能,通过球-盘式摩擦试验机测试复合材料的摩擦磨损性能,利用三维轮廓仪测量材料磨损体积,借助扫描电子显微镜对磨痕形貌进行表征.结果表明:向Cu-15Ni-8Sn基体材料中添加石墨后,材料的硬度明显降低;随着石墨含量的提高,复合材料的抗压强度逐渐降低.当添加质量分数为3%的石墨时,Cu-15Ni-8Sn/石墨自润滑复合材料的耐磨性最好,磨损率最小为3.0×10^(-6)mm^(3)/(N·m),其磨损机理主要以磨粒磨损为主.

放电等离子烧结制备NiCoV中熵合金微观结构与力学性能研究

NiCoV面心立方(FCC)单相中熵合金展现出卓越的强度和延展性,是一种极具应用潜力的结构材料。本研究采用放电等离子烧结(SPS)技术制备NiCoV合金,这一技术以其快速加热、低烧结温度和高产品致密度等优点而著称,特别适合于快速制备具有细小晶粒的高性能合金。通过对粉末进行球磨处理,消除了合金制备过程中的孔隙缺陷。在随后的热轧处理中,合金中沿晶界分布的硬质相得以重新排布,形成了具有大量位错亚结构、纳米孪晶和均匀分布硬质相的复合微观结构。这种结构有别于传统熔铸方法得到的均匀FCC单相结构的NiCoV合金。SPS工艺结合热轧处理所产生的复合微观结构,通过位错、析出相、纳米孪晶和晶界的多维度协同强化作用,使得合金的屈服强度达到1 360 MPa,抗拉强度达到1 593 MPa,同时保持了18.7%的均匀延伸率,实现了优异的强塑性匹配。这项研究不仅优化了NiCoV合金的微观结构和力学性能,还为高性能中熵合金的制备提供了一种新途径。

BN纳米片添加对放电等离子烧结B_(4)C陶瓷结构与性能的影响

以氮化硼纳米片(Boron Nitride Nanosheets,BNNSs)为添加剂,通过放电等离子烧结技术(Spark Plasma Sintering,SPS)在1750℃烧结制备了碳化硼(B_(4)C)陶瓷,重点研究了BNNSs对B_(4)C陶瓷微观结构与力学性能的影响。研究表明,添加的BNNSs均匀分布在B_(4)C晶粒晶界处,提高B_(4)C的致密度的同时,对碳化硼晶粒的生长有一定的抑制作用。B_(4)C陶瓷的力学性能随着BNNSs添加量的增加而提高,当BNNSs的质量分数为3%时,B_(4)C陶瓷的综合性能达到最佳,其抗弯强度和断裂韧性分别为654 MPa、4.857 MPa·m 1/2。分析认为,BNNSs与B_(4)C的连接为弱界面结合,当陶瓷受力时,断裂模式从穿晶断裂变为穿晶-沿晶混合断裂。

放电等离子烧结工艺对制备硅灰石微晶玻璃的影响

以水淬玻璃料为原料,采用放电等离子烧结技术制备了单一晶相的硅灰石微晶玻璃,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和维氏硬度计等测试手段,研究了烧结温度、烧结压力对微晶玻璃的物相组成、微观结构和性能的影响。研究结果表明,烧结温度的升高,有利于微晶玻璃析晶,微晶玻璃的结晶度、体积密度、硬度增大,吸水率减小。烧结压力的增大会抑制微晶玻璃晶粒的长大,降低其结晶度,同时也有利于排除孔隙,增大体积密度、硬度,减小吸水率。烧结温度为900℃、烧结压力为20 MPa时制备出性能最佳的微晶玻璃,其结晶度、体积密度、吸水率、硬度分别为60.60%、2.96 g/cm3、0.009%、614 HV。

放电等离子烧结制备碳化硼不锈钢复合材料

以碳化硼微球、304不锈钢粉末为原料,采用放电等离子烧结方法制得碳化硼质量分数为4.00%的碳化硼-不锈钢复合材料,利用排水法对复合材料的密度进行测试,使用扫描电镜对碳化硼与不锈钢的微观结构进行分析,研究了烧结温度与压力对复合密度与微观结构的影响。结果表明:界面反应层厚度随烧结温度的增加而增加,提高烧结压力能明显降低烧结温度,抑制碳化硼与不锈钢界面反应层的生长速度。当烧结压力达到150 MPa时,在950℃烧结保温6 min后的复合材料相对密度能达到99.5%,界面反应层厚度低于5μm。

放电等离子烧结制备MoS_(2)@Ni电极及其析氢反应性能

为了解决水分解制氢电极制备步骤复杂和周期长的问题,以镍粉和不同类型硫化钼粉末作为原始材料,采用一步放电等离子烧结工艺制备出MoS_(2)@Ni电极。当使用细小均匀的MoS_(2)粉末和镍粉烧结时,0.03HS@C-Ni电极在50 mA cm^(-2)、100 mA cm^(-2)和150 mA cm^(-2)电流密度下过电位仅为251 mV、322 mV和379 mV。而当使用商用大块的MoS_(2)粉末和镍粉烧结时,0.03C@C-Ni电极在50 mA cm^(-2)、100 mA cm^(-2)和150 mA·cm^(-2)的电流密度下过电位分别为425 mV、488 mV和542 mV,说明使用细小均匀的MoS_(2)粉末和镍粉烧结时电极的催化性能好。对0.03HS@C-Ni电极进行循环稳定性和持久性测试可知,5000循环前后,电极的极化曲线几乎没有任何变化,电极能在约130 mA·cm^(-2)的电流密度下稳定运行超过130 h。

放电等离子烧结制备B10铜镍合金及其耐腐蚀性能

为探索高效、简单的铜镍合金制备方法,利用放电等离子烧结(spark plasma sintering, SPS)技术制得B10铜镍合金。采用SEM、静态浸泡和电化学站等研究了B10铜镍合金的腐蚀形貌、腐蚀产物成分、电化学阻抗及电位极化曲线。结果表明,SPS技术可制备组织致密、均匀的B10铜镍合金。随着腐蚀时间的增加,腐蚀产物逐渐增多形成一层致密的钝化膜,这层钝化膜可阻碍腐蚀介质进一步侵蚀基体表面。腐蚀产物主要为铜的氧化物、氯化物。结合XRD分析得出腐蚀产物膜为Cu_(2)O和Cu_(2)(OH)_(3)Cl,腐蚀初期腐蚀速率大,随着腐蚀时间延长,低频区容抗弧半径增大,腐蚀电位逐渐增加,电荷转移电阻逐渐增大,表明腐蚀产物膜在不断变厚、变致密,对腐蚀的抑制作用逐渐增强。

SPS烧结双主相Sm_(2)Co_(17)-Ce_(2)Co_(17)复合永磁体的微观组织

研究了放电等离子烧结(SPS)工艺和退火温度对双主相Sm_(2)Co_(17)-Ce_(2)Co_(17)复合永磁体微观组织的影响。结果表明:制备双主相Sm_(2)Co_(17)-Ce_(2)Co_(17)复合永磁体的最佳SPS工艺为:烧结温度750℃、压强64 MPa、烧结时间10 min,这样有利于减少稀土元素之间的扩散。退火可使烧结后磁体中存在的非晶相晶化。退火温度越高,双主相磁体中的稀土元素之间越容易相互扩散,Ce原子易扩散到Sm_(2)Co_(17)相中取代Sm原子,而Sm原子扩散到Ce_(2)Co_(17)相中取代Ce原子的机会就相对较少些,且在Sm_(2)Co_(17)相与Ce_(2)Co_(17)相的边界处形成一个过渡的富稀土区。

放电等离子(SPS)快速烧结可加工陶瓷Ti_3AlC_2

利用放电等离子烧结技术研究了SHS的Ti3AlC2粉体的烧结过程.烧结温度1 450℃,压力20 MPa,真空烧结,保温5 min,可获得相对密度达98.4%的致密烧结体,HV可达3.8 GPa;烧结温度为1 500℃,则可获得完全致密的烧结体,HV可达4.2 GPa;烧结体的维氏硬度随烧结温度(1300℃～1500℃)的升高而增大;SEM分析表明,SPS技术烧结制备的Ti3AlC2陶瓷,片层大小随烧结温度的升高而增大.

放电等离子烧结(SPS)制备金属材料研究进展

综述了放电等离子烧结(SPS)技术在制备纳米/超细晶、大块非晶、准晶、金属间化合物、功能梯度材料、多孔材料、硬质合金等多种金属材料中的应用情况。重点阐述烧结过程中的致密化机理,焦耳热生成机制,关于等离子活化效应的争议,电流、温度、位移量和应力分布的不均匀性及其影响,粉末的预处理工艺及其对性能的影响。并总结了SPS技术现存问题及发展趋势。

放电等离子烧结(SPS)技术与新材料研究

放电等离子烧结(SPS)作为一种材料的绿色制备新技术,正成为国内外材料领域的研究热点。介绍了SPS的工艺特点和装置、国内外发展状况以及特殊的烧结机理;阐述了SPS在功能梯度材料、生物材料、超细或纳米晶WC-Co硬质材料、镁合金等新材料制备方面的应用及优势。最后分析了SPS技术亟待解决的问题和今后的发展趋势。

放电等离子烧结(SPS)技术

放电等离子烧结(SPS)技术是一种新型的材料制备技术。介绍了SPS技术的发展概况、原理、特点及在材料制备领域的应用。最后,对SPS技术的发展前景进行了展望。

放电等离子烧结(SPS)技术烧结致密AlN陶瓷

利用放电等离子烧结技术烧结氮化铝 ,不加任何添加剂 ,在 180 0℃的烧结温度、2 5MPa的压力下 ,仅保温 4min ,就可达到 99%的理论密度 ,SEM表明试样内部晶粒细小 ,结构均匀。实验表明 。

放电等离子(SPS)快速烧结TiB_2陶瓷

利用放电等高子烧结技术制备纯TiB2 陶瓷 ,烧结温度 160 0℃ ,压力 3 0MPa ,真空烧结 ,保温 1～ 3分钟 ,即可获得相对密度达 99%以上的致密烧结体。扫描电镜分析表明 :烧结体晶粒细小 ,结构均匀 ;材料的晶粒随烧结温度的提高而长大 ;