放电等离子烧结快速凝固Al75Si25合金的组织及力学性能

高硅铝合金粗大的初晶硅严重影响其力学性能与机械加工性能.本文利用熔融纺丝快速凝固技术、球磨与放电等离子烧结相结合的方法制备了Al₇₅Si₂₅合金.研究发现,放电等离子烧结Al₇₅Si₂₅能够遗传其快速凝固组织的特点.500 MPa,320℃烧结条件可获得密度达到98%以上的块体,其初晶硅弥散分布,组织尺寸细小,具有超细晶粒特征.此外,硅元素过饱和固溶于α（Al）基体.维氏硬度值和抗压强度分别达到298 Hv和674 MPa,具有优异的力学性能.      

放电等离子烧结TiAl基合金的显微组织及力学性能

以Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr合金粉末为原料,采用放电等离子烧结工艺制备出TiAl基合金,并研究了制备工艺、显微组织与室温力学性能三者的关系.结果表明,采用放电等离子烧结方法可制备出致密度高、组织均匀的TiAl基合金.烧结温度对合金的显微组织影响显著,且其室温力学性能与显微组织密切相关,显微组织越细小,室温强度和塑性越高.当烧结温度为1100℃时,制备出的TiAl-V-Cr合金显微组织类型为细小双态组织,具有35.2%的压缩率和3321MPa的断裂强度,显示出较好的室温压缩性能.     

碳化硅陶瓷的放电等离子烧结

采用添加了Al2O3和Y2O3助烧剂的碳化硅微粉为原料,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了碳化硅陶瓷. 分析了材料致密化过程,并重点研究了烧结工艺参数对材料致密度和力学性能的影响规律. 结果表明,当SPS工艺参数的烧结温度和压力分别为1600℃和50MPa时,经过5min的烧结,碳化硅陶瓷的致密度可达到99.1%,硬度为HV 2550,断裂韧性达8.34MPa·m1/2,弯曲强度达684MPa.     

烧结压力对铜粉放电等离子烧结的影响规律

研究了平均粉末粒度为1μm的铜粉在不同压力条件下的放电等离子烧结过程,系统分析了压坯的密度和微观组织与烧结升温阶段的初始压力和保压压力之间的关系. 结果表明:烧结温度为800℃,初始压力为1MPa,保压压力为50MPa的烧结工艺,可以制备相对密度大于98%,平均晶粒度小于10μm的烧结铜. 同时发现,采用SPS工艺制备的烧结铜沿厚度方向存在不同于传统双向压制的密度分布,SPS烧结铜的表面密度低于心部密度.     

放电等离子烧结Nb/Nb5Si3原位复合材料

以Nb，Si粉末为原料，采用放电等离子烧结（SPS）技术，原位合成了密实的Nb／NbsSi3复合材料．利用扫描电镜（SEM）、电子探针微区分析（EPMA）和X射线衍射（XRD）等手段对材料的组织结构进行了分析，并探讨了材料的结构形成机理．结果表明，合成的材料由近球状的Nb颗粒与Nb-Nb5S3共晶组织组成；SPS过程中产生的放电等离子体使Si粉及Nb颗粒的表面熔化，熔融的Nb和Si在冷却过程中发生共晶反应而形成Nb-NbsSi3共晶体，而未反应完的Nb颗粒则均匀分布在共晶组织中．     

放电等离子烧结参数对Fe76Si9B10P5非晶合金致密化及晶化的影响

采用放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering, SPS)方法,在不同的烧结温度、保温时间、升温速率和烧结压力下,固结Fe76Si9B10P5非晶粉末.用差式扫描量热仪测定了非晶粉末的过冷液相温区,用X-ray衍射方法分析了放电等离子烧结前后样品的相结构,研究了SPS法烧结参数对Fe76Si9B10P5非晶样品致密化及结晶化的影响,并在非晶粉末的玻璃转变温度以下快速烧结制备了尺寸为Ф15×3 mm的块体非晶合金,致密度达98.7%.     

放电等离子烧结制备Al-Zn-Mg-Cu纳米晶合金的组织

利用低温液氮球磨和放电等离子烧结工艺制备了块体纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金.采用X射线衍射(XRD)技术分析了材料的晶粒尺寸和微观应变,利用透射电镜(TEM)研究了合金微观组织的演变.结果表明:采用放电等离子烧结法制备的7000系纳米铝合金具有两种不同的纳米晶结构,以晶粒尺寸50～100nm的等轴晶为主,少量200～400nm的大晶粒为辅;烧结过程中发生再结晶及第二相析出,析出的第二相以η(MgZn2)为主,θ(Al2Cu)以及S(Al2CuMg))为辐.     

放电等离子烧结制备高强度奥氏体不锈钢

以AISI 304L奥氏体不锈钢粉体为原料,采用高能球磨与放电等离子烧结(SPS)的方式制备致密化块体材料,对球磨产物和烧结体进行物相、微观形貌分析,并对烧结体的密度、硬度及拉伸性能进行测试。研究结果表明:AISI304L不锈钢粉体经高能球磨得到奥氏体与马氏体双相纳米晶粉;经SPS 950℃烧结的样品为奥氏体组织,并具有较优异的力学性能,其致密度为99.11%,屈服强度为336 MPa,抗拉强度为609 MPa,硬度为212.4 HV0.1。     

ZrO2添加量对等离子放电烧结制备WC-6Co组织和性能的影响

以WC-6Co为主体原料,通过添加不同含量的ZrO₂作为烧结助剂,采用SPS烧结技术制备出性能出众的WC-6Co硬质合金,研究了ZrO₂烧结助剂对硬质合金显微组织及力学性能的影响规律.结果表明:随着ZrO₂添加量的增加,试样的显微组织更加致密,相对密度更大,硬度和断裂韧性也有一定程度的增加.并且,当添加ZrO₂的质量分数为3%时,试样的相对密度达到96.7%,维氏硬度增加到20.28kN·mm^-2,断裂韧性增长到12.7MPa·mm^1/2,综合性能最优.研究发现,ZrO₂可以通过促进离子的扩散和颗粒的重排促进烧结,最终使得材料的相对密度和性能均得到提升.     

烧结温度对Ti-15Nb-25Zr-2Fe合金组织与力学性能的影响

采用放电等离子烧结技术制备Ti-15Nb-25Zr-2Fe钛合金,研究了烧结温度（800,1 000和1 200 ℃）对合金致密度、相组成、显微组织及力学性能的影响。结果表明：合金的致密度随烧结温度的升高逐渐升高。800 ℃烧结的样品主要由β相、α"相、α相和单质Zr组成。1 000 ℃和1200 ℃烧结的样品主要由β相和α"相组成,α"相含量随烧结温度的升高逐渐降低。三种温度烧结的样品中均观察到未固溶的Nb,其含量随烧结温度的升高逐渐降低。随着烧结温度的升高,合金的抗压强度逐渐升高,塑性先升高后降低。     

放电等离子烧结微胞结构复合材料有限元模拟

采用ANSYS软件建立三维热‐电耦合瞬态有限元模型,对微胞结构复合材料的放电等离子烧结过程进行模拟。模拟计算结果表明,烧结低温阶段石墨模具向样品传热,烧结过程类似于热压烧结,烧结高温阶段样品自发热,样品附近沿径向形成温度梯度。     

放电等离子烧结制备超细WC-Co硬质合金

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了超细WC-10Co硬质合金.研究了烧结温度及烧结气氛对WC-Co硬质合金组织及性能的影响.研究发现:烧结体密度随烧结温度的升高而增大,但由于钴的蒸发,合金的成分偏离了原粉末的成分,且随着烧结温度的升高及炉内气压的降低,钴的蒸发速率加大.因此,通过提高炉内气压,可以使合金的成分基本接近原粉末成分,降低了合金的成分偏离.结果表明:炉内气压升高到200 Pa,烧结压力为30 MPa时,在1250℃烧结WC-10.07Co粉末5 min,烧结体中钴的质量分数可以控制在10.02%,密度和硬度分别达到了14.62 g.cm-3和HRA 92.4.     

Cr含量对Fe3Al合金电子结构及力学性能影响的第一性原理

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Cr含量对DO3-Fe3 Al合金电子结构及力学性能的影响.通过计算掺杂前后体系的形成热和结合能明确Cr在超晶胞模型中的占位;通过计算各体系的弹性模量、布居、态密度及差分电荷密度揭示了Cr对Fe3 Al合金力学性能影响的微观机制.结果表明:含量为3.125 at.％时,Cr优先...     

Influence of sintering temperature on the thermoelectric properties of Ba8Ga16Si30 clathrate treated by spark plasma sintering

A series of Ba8Ga16Si30 clathrate samples were prepared by arc melting, ball milling, acid washing, and spark plasma sintering (SPS). X-ray diffraction analysis revealed that the lattice of the Ba8Ga16Si30 samples expanded as the SPS temperature was increased from 400 to 750°C. Lattice contraction recurred when the SPS temperature was further increased in the range of 750–1000°C. This phenomenon can be explained by the variation of Ga content in the lattice. The thermoelectric figure of the merit ZT value of clathrates increased with the increase in SPS temperature and reached a maximum when the sample was subjected to SPS at 800°C. A further increase in SPS temperature did not contribute to the improvement of ZT. The variation of the lattice parameter a vs. SPS temperature T was similar to the variation ob-served in the ZT–T curve.     

锌铝合金熔炼工艺的研究

本文考察了加料顺序、温度、精炼和重熔等熔炼工艺因素对ＺＡ２７合金机械性能的影响，试验表明：锌铝合金具有优良的熔化工艺性能，便于应用推广。     

喷射沉积Al-30wt%Si合金的凝固组织与耐磨性能

研究了喷射沉积Al-30wt%Si合金的凝固组织和耐磨性能,结果表明喷射沉积Al-30wt%Si合金的组织由Si相和α相组成,细小的Si相均匀分布在α基体中,沉积态组织中硅相尺寸比金属型铸造试样降低2个数量级。喷射沉积高硅铝合金具有优良的耐磨性。随着硅相尺寸的减小,高硅铝合金的磨损由剥落为主的机制转变为犁沟变形机制。     

Si3N4的结构状态对放电等离子烧结制备Sialon陶瓷的影响

以纳米非晶-Si3N4、微米α-Si3N4、微米AlN、纳米Al2O3和纳米Y2O3为初始原料,采用放电等离子烧结工艺制备了Sialon陶瓷。通过调整配方中Si3N4对应原料的种类,研究了不同结构的Si3N4对合成Sialon陶瓷的影响。通过XRD和SEM对试样的物相和显微结构进行了表征,同时测试了试样的体积密度、抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度。实验结果表明,配方中的Si3N4全部采用α-Si3N4,经SPS烧结后可获得α/β-Sialon陶瓷,当用纳米非晶-Si3N4逐步替换α-Si3N4时,所合成的Sialon陶瓷中的α-Sialon晶相的相对含量减少;当全部采用纳米非晶-Si3N4时,则试样中仅含有β-Sialon相。     

铝、锌及热处理对Mg-Al-Mn合金组织及力学性能的影响

为了改善Mg-Al-Mn合金的常温性能,作者在挤压铸造条件下研究了铝、锌含量及固溶时效处理对AM60B合金的组织及力学性能的影响。实验结果表明,材料的抗拉强度随铝含量的增加而提高,屈服强度变化不大,但延伸率急剧下降;随着锌含量的增加,抗拉强度、延伸率均呈下降趋势,屈服强度略有提高。固溶时效使γ-Mg17Al12相呈粒状和片状存在于原晶界、并弥散分布于晶内,抗拉强度得到提高,延伸率得到改善,但合金的屈服强度变化不大。     

Effect of sintering temperature on phase evolution of Al_(86)Ni_6Y_(4.5)Co_2La_(1.5) bulk amorphous composites synthesized via mechanical alloying and spark plasma sintering

Al_(86)Ni_6Y_(4.5)Co_2La_(1.5) amorphous powders were synthesized by mechanical alloying for 200 h. Subsequent consolidation was performed via spark plasma sintering in the temperature range of 250 ℃ to 500 ℃ at the pressure of 500 MPa. The role of viscous flow on densification was investigated by studying the viscosity change of the amorphous phase at different consolidation temperatures. The decrease in viscosity at higher sintering temperatures resulted in better particle bonding and densification of consolidated samples. The formation of only FCC Al was observed in the consolidated samples at sintering temperatures ≤ 300 ℃ and the intermetallic phases formed at temperatures ≥ 400 ℃. The mechanical properties of the bulk samples were measured by Vickers microhardness and nanoindentation tests. The testing results showed that the average values of microhardness, nanohardness and elastic modulus of the sample consolidated at 500 ℃ were 3.06 ± 0.14 GPa,4.85 ± 1.14 GPa and 89.53 ± 9.25 GPa, respectively. The increase in hardness and elastic modulus of the higher temperature consolidated samples is attributed to the improvement in particle bonding, densification and distribution of various hard intermetallic phases in the amorphous matrix.