原料特性对镁铝尖晶石烧结致密化影响的研究进展

根据原料不同的性质以及影响镁铝尖晶石致密化的烧结机制,分别从原料种类、化学组成、粒度分布、预处理等方面综述了原料特性对镁铝尖晶石烧结致密化的影响,指出今后的研究重点在于如何量化镁铝尖晶石原料性质与制备材料性能之间的关系,实现原料的低温无压烧结,以利于工业制造过程中,在满足使用性能的要求下进一步节能降耗和环境友好。

金刚石/Cu复合材料的烧结致密化研究

金刚石/Cu复合材料是性能优异的新型高导热低膨胀热管理材料。采用金刚石经表面镀Ti或Cr后再镀Cu,SPS烧结制备金刚石/Cu复合材料。结果表明:金刚石/Cu复合材料的烧结致密化与金刚石的体积分数、粒度大小、烧结温度及形成的金刚石/金属间的界面相关。金刚石的体积分数对烧结致密化影响最大,烧结温度影响最小;随金刚石体积分数和粒度的增加,金刚石/Cu复合材料的烧结致密化难度增大。

Mo对P/MTi-Mo合金烧结致密化和力学性能的影响

研究了P/MTi-Mo合金中Mo对烧结致密化及力学性能的影响。用热膨胀仪分析了其收缩/膨胀特性,用扫描电镜及力学性能检测等分析手段研究了显微组织和力学性能。结果表明,Mo的添加不利于P/MTi-Mo合金的烧结致密化,但有利于Ti-Mo合金的显微组织细化。随着Mo含量的增加,组织细化作用更加明显。该晶粒细化作用大大改善了合金的室温塑性,使烧结态Ti-Mo合金的延伸率达到23%。

碳化硅晶须补强莫来石复合材料的SPS烧结致密化研究

采用SPS工艺制备了SiC晶须增强莫来石基复合材料。SEM分析结果表明 ,SiC晶须在莫来石基体中分布均匀 ,看不到晶须团聚 ,晶粒中可看到由于快速烧结而导致的微气孔残留 ;晶须的拔出、解离非常明显 ,是主要的晶须增韧机制。SiC晶须的取向 ,在热压烧结条件下呈各向异性。在不同方向的裂纹扩展、亦即材料的断裂韧性 ,也表现出明显的各向异性。采用 3 0vol%SiC晶须增强莫来石 ,SPS烧结条件下材料强度比热压高 10 %左右 ,为 5 70MPa ,KIC为 4.5MPa .m1/ 2 ,比纯莫来石提高 10 0 %以上。同HP法烧结相比 。

β-氮化硅陶瓷烧结致密化的研究

以β-Si3N4粉末为原料,MgAl2O4为烧结助剂,通过气氛压力烧结(GPS)制备出致密的β-氮化硅陶瓷材料,探讨了β-氮化硅陶瓷烧结机制,系统研究了烧结助剂质量分数、烧结温度以及保温时间对材料致密化的影响。

纳米晶WC-10Co复合粉末的烧结致密化行为

研究了机械合金化纳米晶WC 10Co复合粉末的真空烧结致密化行为和一般规律。结果表明:烧结温度的提高和烧结时间的延长有利于样品的烧结致密化过程,在1275～1300℃致密化速度快,在1300℃,15min左右致密化过程已基本完成;VC、Cr3C2等复合晶粒长大抑制剂含量的增加不利于致密化过程;新型晶粒长大抑制剂A可以更有效地阻碍晶粒长大;纳米晶WC 10Co 0.8VC/Cr3C2 0.2A复合粉末压坯在1375℃,30min烧结条件下,所得的密度为14.48g/cm3,晶粒尺寸约为180nm。

碳化硼SPS烧结致密化行为研究

采用放电等离子烧结工艺,在1600℃下对碳化硼粉末进行烧结。研究了保温时间、烧结压力对碳化硼烧结致密化行为和力学性能的影响,并借助X射线衍射和扫描电镜分析了烧结制品物相组成和微观结构的变化规律。研究结果表明:保温时间和烧结压力的增加有利于碳化硼的烧结致密化和力学性能的提高。当烧结温度为1500℃-1600℃时,B4C的烧结致密化速率最快。1600℃保温13 min后,试样不再收缩。

变密宽Cu-W梯度材料的烧结致密化

本论文采用热压烧结方法 ,选择Zn作为烧结助剂 ,进行了不同W含量的Cu W烧结体的低温致密化研究。各烧结体在相同的烧结工艺条件下 (112 3K ,2 0MPa ,1h)相对密度均达到 97%以上。在此基础上 ,成功地制备出了整体致密的Cu W体系梯度材料 ,其W含量沿厚度方向在 0～ 2 5 % (质量分数 )

SiC-YAG陶瓷复合材料的烧结致密性研究

本文基于机械混合法和液相烧结法制备Si C-YAG陶瓷复合材料,并对Si C-YAG陶瓷复合材料在烧结过程中的质量损耗、致密化等情况进行了研究,比较了铝钇摩尔比、烧结温度和保温时间对Si C-YAG陶瓷复合材料烧结致密性的影响。研究结果表明:在实验研究条件范围内,当烧结温度为1850℃时,复合材料的气孔率最低,相对密度最大;复合陶瓷材料的相对密度和收缩率在保温时间小于30 min时,变化较大,大于30 min时,变化很小;当铝钇摩尔比为1.5时,质量流失较少,复合材料的相对密度最高。

添加Ti对金属注射成形HK30不锈钢烧结致密化的影响

在HK30粉末中分别添加质量分数为0.4%,0.8%和1.2%的Ti粉,采用粉末注射成形工艺制备试样,对制得的试样进行密度、显微组织、显微硬度和收缩率检测。基于黏弹性理论对烧结致密化过程进行分析,推导出烧结过程中致密化速率的表达式。研究结果表明:添加Ti会加快烧结初期的致密化速率,降低烧结激活能,但使最终的烧结密度下降;Ti颗粒周围的奥氏体硬度下降。在烧结过程中Ti具有更高的亲和力,优先结合材料中的碳氧等元素,减少奥氏体中的杂质含量,在烧结初始阶段有利于致密化的进行。在烧结后期,超固相线液相烧结对致密化的贡献最大,因为碳含量的减少,使液相生成量减少,从而阻碍了密度的继续提高。

陶瓷材料烧结致密化过程的元胞自动机模拟

为研究陶瓷材料烧结致密化过程,以晶界能和晶界曲率生长驱动力理论为基础,建立了含有气孔的二相晶粒生长的元胞自动机模型,对陶瓷材料烧结致密化过程进行了模拟,并与制备的Al2O3/TiN陶瓷材料进行对比.结果表明,模型可有效地模拟陶瓷材料烧结时晶粒的生长及气孔的湮灭情况,能较好地再现烧结致密化过程,模拟结果与制备的陶瓷材料微观形貌组织十分接近.

纳米晶WC-10Co复合粉末的烧结致密化行为

研究了机械合金化纳米晶WC-10Co复合粉末的真空烧结致密化行为和一般规律。结果表明:提高烧结温度和延长烧结时间有利于样品的烧结致密化过程,在1275-1300℃时致密化速度较快,在1300℃烧结15min后致密化过程基本完成;VC和Cr3C2复合晶粒长大抑制剂含量的增加不利于致密化过程;新型晶粒长大抑制剂A可以更有效地抑制晶粒长大;纳米晶WC-10Co-0.8VC／Cr3C2-0.2A复合粉末压坯在1375℃烧结30min后,所得的烧结密度为14.48g／cm3,晶粒尺寸约为180nm。

TiSi_2提高TiB_2陶瓷烧结致密性机理研究

以TiSi2作为烧结助剂,采用热压烧结制备了TiB2陶瓷。对烧结试样进行了XRD、SEM与EDS分析,对TiB2-x%TiSi2系统进行了热力学计算分析,探讨了TiSi2促进TiB2陶瓷低温烧结致密的机理。结果表明:添加6.0wt%TiSi2作为烧结助剂,可以使TiB2陶瓷在1650℃热压烧结致密。TiSi2促进TiB2陶瓷烧结致密机理为:一是TiSi2熔点低于烧结温度,通过液相传质提高了烧结速率;二是通过高温烧结反应,形成了高熔点的Ti5Si3相以及SiO2玻璃相,SiO2以玻璃相的形式填充气孔并促进液相传质,使坯体致密。

AlN陶瓷的烧结致密化与导热性能

氮化铝陶瓷具有高热导率、低介电常数、与硅相匹配的热膨胀系数等优良特性,应用领域非常广泛。对A l N粉体的合成、烧结工艺、助烧结剂及其应用等方面进行了介绍,并对A l N未来的发展趋势进行了展望。

TiO_2/ZrO_2掺杂MAS系LTCC生带的烧结致密化研究

文章以掺杂TiO2/ZrO2的MAS(MgO-Al2O3-SiO2)系微晶玻璃作为功能相,采用流延法制成生带并最终烧结成型。系统地研究了掺杂、粉体粒径、烧结条件等对LTCC基板收缩性能和致密性的影响。结果表明:通过成核剂TiO2/ZrO2的掺杂,能有效降低基板烧结温度,提高烧结致密性;粉体粒径对生带烧结后的致密性影响较大,粒径越小生带致密化程度越高,同时收缩率也越大。同时通过对比不同烧结条件下样品的致密性,确定了MAS系LTCC生带的最佳烧结曲线。

复相陶瓷材料烧结致密化过程的元胞自动机模拟

为了研究复相陶瓷材料烧结致密化过程,以晶界能和晶界曲率生长驱动力理论为基础,建立了含有气孔的复相陶瓷材料元胞自动机模型,在含有气孔和未含气孔情况下,对陶瓷材料烧结过程进行了模拟,研究了其烧结致密化过程,并与制备的相同体积含量Al2O3/Ti N陶瓷材料进行对比。结果表明,模型可有效模拟复相陶瓷材料烧结时晶粒的生长及气孔湮灭,能较好地再现烧结致密化过程,模拟结果与制备的陶瓷材料微观形貌组织十分接近,为陶瓷材料设计及烧结工艺优化奠定了基础。

球磨时间对W-30Cu复合粉末中W晶粒度及烧结致密化行为的影响

研究了高能球磨时间对W-30Cu复合粉末晶粒度及烧结行为的影响。结果表明,当球磨时间从16h提高到33h时,复合粉的晶粒度由25nm减小到10nm,并发生机械合金化现象;在温度为1275℃烧结60 min,经18 h高能球磨的复合粉末烧结就可以达到全致密。研究还发现,高能球磨W-30Cu复合粉末具有较好的热稳定性,经950℃退火处理,晶粒尺寸没有发生异常长大现象;经烧结材料的硬度明显高于普通的W-30Cu复合材料。经1 275℃烧结30 min后合金其晶粒尺寸在300～550 nm。

掺杂Al的纳米ZrO_2无压烧结致密化过程的研究

采用无压烧譬对平均粒径为30-50nm的ZrO2纳米粉,及掺Al的ZrO2纳米粉的烧结致密化进行研究。实验结果表明纯ZrO2坯体的致密化主要发生在1150-1250℃范围内。理论分析表明,通过掺杂Al改善其显微结构,提高生坯密度,能降低该粉体的烧结致密化温度。

高密度活化钨粉低温烧结近全致密化行为

采用物理化学方法制备超细高密度活化钨粉(W-0.1%Ni复合粉末,质量分数),研究球磨时间对活化钨粉形貌及其物理性能的影响,探讨球磨处理对该高密度活化钨粉烧结致密化行为的影响,并与超细纯钨粉末的烧结致密化行为进行对比。结果表明:微量活化元素镍的添加及球磨处理能明显加速钨粉的低温烧结收缩速率,显著促进钨粉的烧结致密化程度;球磨5 h后,活化钨粉在1 600℃下烧结即可达到近全致密化(致密度为99.4%),此外,镍元素的添加和球磨处理也能显著促进钨晶粒的长大。

微粉微晶玻璃的致密烧结与析晶

采用R2O-CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统,制备微粉微晶玻璃.研究合理的烧结、析晶温度制度,以及升温速率、粉体粒度对玻璃析晶、显微结构的影响,探讨提高微晶玻璃的晶体质量分数和致密度、优化微晶玻璃显微结构的途径.结果表明,采用微粉制备辉石族矿物为主晶相微晶玻璃时,粉体的巨大表面积使微晶化进程变得更加容易,晶化处理时间大大缩短.此外,粉体颗粒度的减小,有利于微晶化的充分进行和微晶玻璃显微结构的致密化.