等离子活化烧结制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层及其磨损与腐蚀性能

目的 利用高熵合金涂层耐磨性能和耐腐蚀性能俱佳的特点,在进一步提升304不锈钢耐腐蚀性能的基础上,改善304不锈钢基体的耐磨性。方法 在304奥氏体不锈钢基体表面利用等离子活化烧结技术快速制备出AlCoCrFeNi高熵合金涂层;利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等设备分析涂层的组织形貌、元素分布及物相结构;采用显微硬度计、摩擦磨损仪、电化学工作站等设备测试涂层与基体的硬度分布、磨损特性及电化学腐蚀特性。结果 在保温温度1 000℃、压力70 MPa、保温时间10 min的制备条件下,涂层与基体间界面冶金结合良好,结合处并未发现孔洞和裂纹等缺陷;随着烧结温度的升高,涂层内部气孔逐渐减少,涂层主要由网状的FCC相和分布于其间的BCC相+B2相组成;与304不锈钢基体相比,涂层的硬度显著增大,在相同载荷(20 N)下涂层的平均摩擦系数降低(0.138),与基体磨损表面严重的黏着和剥落不同,涂层磨面无明显的黏着和剥落现象,仅有少量犁沟出现;点蚀是涂层和基体在质量分数为3.5%的Na Cl溶液和模拟海水中的主要腐蚀形式,相较于基体,涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液和模拟海水中的自腐蚀电位E_(corr)分别提高了约0.3、0.1 V,自腐蚀电流密度J_(corr)分别下降了约2个和1个数量级。结论 等离子活化烧结技术能够同步、快速地实现涂层致密化和界面高质量结合,AlCoCrFeNi高熵合金涂层对304不锈钢基体耐磨与耐腐蚀性能的提升效果明显,上述结果证实了利用高熵合金来改善不锈钢基体的综合使用性能是可行途径。

粉煤灰的烧结动力学和烧结特性

以粉煤灰为原料,通过高温热膨胀仪研究了粉煤灰烧结速率与升温速率的变化规律以及收缩率与烧结活化能的关系。考察了烧结粉煤灰试样体积密度、吸水率、抗折强度和气孔率与温度的变化。通过XRD和SEM分析了温度对矿相和微观结构的影响。结果表明:烧结速率与升温速率呈正比,升温速率越大越有利于烧结;烧结活化能随收缩率的增大先减小后增大,最小值出现在收缩率为4%时。此外,1200℃烧制的粉煤灰综合性能最优,体积密度2.16 g/cm^(3),吸水率0.36%,抗折强度56.06 MPa,气孔率0.77%。

用掺碳活化烧结技术制取碳化硼材料

研究了 3种烧结活化剂 (葡萄糖、酚醛树脂和硬脂酸 )和不同的掺碳量对碳化硼烧结的影响。发现活化剂葡萄糖优于其它两种活化剂 ,以葡萄糖为活化剂 ,掺碳 3%,在 2 2 70℃氢气中常压烧结 1h获得的碳化硼材料密度为 2 .0 6 g/cm3 (相对密度 82 %) ,这一密度高于文献中报道的采用相同粒度粉末制得的结果。

烧结活化-酸浸法浸出粉煤灰中铝元素

为实现粉煤灰的高效资源化,并控制资源化过程中的能耗,采用NaOH为烧结助剂,利用烧结活化-酸浸法浸出粉煤灰中的铝元素;在探究最佳工艺条件的同时,通过分析烧结产物矿物组成及官能团的变化来探究粉煤灰烧结活化的机理。结果表明,当烧结温度为550℃、NaOH/CFA质量比=1.40、硫酸浓度为30%、烧结时间为10 min的条件下,铝元素浸出率可达95.00%以上。在粉煤灰烧结活化过程中,莫来石及非晶态硅铝化合物与NaOH反应,其中的铝氧八面体结构转变为铝氧四面体结构,铝氧四面体与硅氧四面体结构相结合形成以四元环和六元环为基本结构的铝硅酸盐,即八面沸石和霞石。在酸浸过程中,八面沸石和霞石与硫酸发生反应使铝元素以离子形式存在于酸浸液中,其中霞石相更有利于烧结产物的酸浸过程。该研究结果可为烧结活化-酸浸法浸出粉煤灰中铝元素提供参考。

关于PZT压电陶瓷低温活化烧结的研究进展

从原料制备、烧结助剂、烧结工艺等方面详细介绍了促进PZT压电陶瓷低温活化烧结的方法,分析了晶体缺陷促进活化烧结的原理,并简要说明了烧结技术的发展方向。指出,在材料制备与应用的过程中,缺陷的生成对研究活化烧结工艺、降低制造成本以及制备性能优良的PZT压电陶瓷都具有重要的意义。

掺碳碳化硼活化烧结及其动力学

研究了在中位径为 0 .42 μm的碳化硼微粉中添加 1 %～ 4%碳为活化剂的烧结过程。研究了烧结坯的密度、抗弯强度、晶粒度与掺碳量、烧结温度、保温时间的关系。在一定烧结温度以上 ,少量碳的掺入明显提高了烧结活性 ,烧结坯密度明显提高 ,在本实验条件下 ,最佳掺碳量为 1 %～ 2 % ,最佳烧结温度为 2 1 60～ 2 2 0 0℃。研究了掺碳碳化硼烧结动力学 ,得出其物质迁移机制主要为晶界扩散。最后研究了其相组成 ,掺入的碳除溶解于碳化硼外 ,以游离碳形式存在 ,没有新相生成。

电场活化烧结温度场的数值模拟

根据电磁理论及微／纳米尺度热波模型,建立了粉末电场活化烧结过程中温度场-电场耦合控制方程,利用有限元方法对纯钛粉试样电场活化烧结中的热电效应进行了数值模拟,得到电场活化烧结过程中模冲、阴模及试样内的电流密度、焦耳热及温度场分布。结果表明:电场活化烧结过程中存在较大的升温速率和径向温度梯度,电流密度的分布对焦耳热、温度场的分布有较大影响。实测温度值与有限元计算值变化趋势基本一致。

碳化硅陶瓷的活化烧结与烧结助剂

综述了作为碳化硅陶瓷烧结助剂的热力学条件及液相烧结的有效条件,介绍了碳化硅陶瓷烧结助剂的研究进展.

等离子体活化烧结在材料制备中的新应用

在综合国内外文献的基础上 ,阐述了等离子体活化烧结技术的研究和发展现状。

等离子体活化烧结纳米材料

对热压烧结法、微波烧结法、等离子体烧结法和等离子体活化烧结法进行了比较，简评了等离子体活化烧结纳米材料过程。

轴向交变磁场对电场活化烧结工艺温度场影响的数值模拟

提出了在电场活化烧结过程中施加轴向交变磁场与脉冲电场耦合改善烧结体径向温度场以减小其温度差的方法,并对不同大小磁场的作用进行了数值模拟。结果表明:施加轴向交变磁场可使横截面上的最大温度差减少3/4。其原因是交变磁场的感应电流具有集肤效应,可以使试样外部得到更多的热量。试验结果证明了模拟的准确性。

活化烧结制备TiC-Ni金属陶瓷复合材料及其性能

采用球磨法制备TiC Ni金属陶瓷复合材料粉末 ,粉末在 30 0 0kg cm2 压力下压制成形 ,在 1340℃进行真空液相烧结。对活化粉末进行XRD分析和TEM分析 ,采用普通金相显微镜对烧结体的微观组织进行分析 ,用三点弯曲试验测试其抗弯强度 ,在硬度测试仪上测试其硬度。结果表明 :TiC Ni金属陶瓷复合材料可在 1340℃进行烧结制备 ,球磨初期粉末烧结体的微观组织随着粉体球磨时间的延长逐渐得到改善 ;过分延长球磨时间 ,则由于粉末中引入大量的缺陷和严重加工硬化而导致粉末压缩性能下降 ,进而抑制了材料的烧结致密化能力 ,使得烧结体的孔隙率急剧上升 ,力学性能相应下降。

活化烧结工艺制备Ni-Cr/BN自润滑复合材料

以羰基Ni粉、Cr2O3和C粉为原料,添加六方BN(h-BN)作为固体润滑剂,采用粉末冶金活化烧结工艺制备Ni-Cr基自润滑材料(Ni-Cr/BN)。研究烧结温度、升温速度和保温时间对材料性能的影响,利用X射线衍射仪、金相显微镜、摩擦试验机和硬度计分析和测定材料的物相组成、显微组织、材料的摩擦磨损性能和硬度。研究结果表明:Ni-Cr/BN复合材料是以Ni-Cr合金作为基体,以Ni与Ni3B的低熔点共晶组织(熔点1 097℃)作为粘结相;于1 100℃保温1 h可以制备孔隙度高达48%的Ni-Cr/BN材料,其布氏硬度为18,抗拉强度为24.8 MPa,磨损率为74.4μg/min,平均摩擦因数为0.266。

W-35%Cu液相活化烧结工艺研究

本文从钨铜两相迁移机制和固溶扩散的角度 ,实验研究了钨铜复合粉的活化和常规烧结 ,分析了钨铜复合粉液相活化烧结过程中球磨时间、烧结温度、保温时间和升温速度对材料致密度的影响。结果表明 ,短时间球磨的钨铜复合粉具有良好的烧结性能 ,烧结温度和保温时间对材料致密度影响很大 ,活化烧结能有效降低烧结温度 。

气流粉碎B_4C粉末的掺碳活化烧结研究

开展了气流粉碎B_4C粉末(比表面积2.53m^2/g)的掺碳烧结实验,研究了掺碳剂种类、掺碳量、烧结温度、比表面积等对B_4C烧结密度的影响。结果表明,掺碳显著促进B_4C的烧结;在炭黑、葡萄糖和酚醛树酯三种掺碳剂中,掺入酚醛树酯可以获得最高的烧结密度;并且最佳的掺碳量为3％～5％C,B_4C+3％C(酚醛树酯)分别经2200和2250℃烧结后的密度为92.1％TD和94.4％TD,若采用振动球磨B_4C粉末(8.30m^2/g)进行掺碳烧结实验,则可使2200℃的烧结密度提高到95.6％TD。

粉末注射成形纯钨的活化烧结致密化研究

采用添加微量元素对粉末注射成形钨零件进行活化烧结的方法,实现在较低烧结温度下获得较高致密度的纯钨制品,应用扫描电子显微镜和透射电子显微镜检测分析其断口形貌、显微组织及能谱,应用阿基米德法测量样品的密度,研究微量元素对制品金相组织、显微断口和密度的影响。研究结果表明,Ni在低温烧结时对提高钨制品的密度作用显著,而Y2O3在高温烧结时对钨制品密度提高的作用明显。添加微量镍能显著降低钨的烧结温度,镍质量分数为0.8%时,在1 580℃湿氢气氛下烧结后,粉末注射成形钨零件的相对密度达到99.12%。添加微量的Y2O3能提高钨烧结致密度,而且还能细化晶粒,添加0.3%的Y2O3在2 280℃烧结,钨的相对密度可达95.15%。其活化烧结机制主要是Y与W在高温下发生了界面反应,从而降低烧结系统的自由能,促进烧结。

等离子体活化烧结法制备多孔钛研究

采用等离子体活化烧结技术制得孔径大小可调、贯通性良好的多孔钛,确立了使用等离子体活化烧结法制备多孔钛的工艺流程,并确定了相关工艺参数,研究了发泡剂添加量和试块成型压力对多孔钛孔隙特征的影响,观察了多孔钛的显微孔隙特征。

碳含量对VC增强铁基复合材料加硼活化烧结的影响

在Fe-V-C-B系统中,分别添加不同含量的碳进行原位反应真空烧结,用XRD、SEM分析检测物相和组织结构。结果表明:在满足合成VC所需碳量的条件下,额外的碳会参与Fe3(C,B)的合成,从而与Fe产生共晶液相,提高了产品的致密度,同时增强相形状趋于球形,分布也趋于均匀。

真空液相活化烧结对金刚石孕镶体性能的影响

本文研究金刚石刀头真空热压烧结与普通热压烧结的烧结成型及结合性能。通过真空烧结采用含有强碳化物形成元素的低熔点预合金粉末作为粘结相 ,采用三点弯曲试验测试了普通热压烧结与真空液相活化烧结试样的抗弯强度 ,用SEM观察了断口金刚石表面的界面反应。结果表明 ,采用真空液相活化烧结使得钛元素在金刚石表面聚集 ,与碳原子形成碳化钛 ,提高了金刚石与基体金属的结合力以及基体自身的强度。切割实验表明真空液相活化烧结刀头锋利度及寿命明显提高。

铝活化烧结钨的组织形貌和性能分析

本文通过实验探讨了铝对钨的活化烧结行为,并应用扫描电镜(SEM)分析了样品组织形貌,结果表明,由于Al的加入使钨的致密度得到显著提高。