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2009年 第6期

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研究与开发
低温水热法制备金红石型纳米晶TiO_2颗粒形貌的研究
金解云, 周利民, 罗太安, 黄群武
2009, 27(6): 403-407,413.
[摘要](141) [PDF 500KB](4)
摘要:
以四氯化钛和盐酸为反应介质,利用低温水热法制备纯金红石相纳米TiO_2,考察了反应温度和反应时间对TiO_2微结构及形貌的影响.X射线衍射分析表明所有产物均为纯金红石型纳米TiO_2,晶粒尺寸范围4.0～11.5nm.红外光谱和热重分析表明产物TiO_2存在表面羟基和表面水.TEM分析表明,TiO_2形貌和粒径随反应温度或反应时间变化,反应温度60～80℃时样品呈梭形,且彼此聚集呈束状,但120℃以上时呈粒状,且粒径增加.随反应时间(4～40h)延长,TiO_2呈棒状、梭状及球状变化.此外,还对强酸性及低温水热条件下金红石型纳米TiO_2的形成及形貌变化机理作了初步分析.
锭坯双喷嘴扫描喷射成形雾化锥沉积轨迹及其耦合研究
徐玉冰, 马万太, 张豪, 张捷
2009, 27(6): 408-413.
[摘要](222) [PDF 497KB](8)
摘要:
双喷嘴扫描喷射成形是提高生产效率和制备大直径锭坯的主要工艺方式.研究了双喷嘴扫描喷射成形工艺雾化锥扫描沉积轨迹及其耦合产生条件.建立了雾化锥沉积轨迹坐标及扫描沉积区域数学模型,分析了工艺参数对沉积轨迹的影响规律,从理论上推导了沉积轨迹耦合条件.对沉积轨迹模型和耦合特性进行了图形仿真.研究表明:沉积轨迹呈"花瓣"形状,由喷嘴偏心距、初始倾斜角、扫描范围角、喷射高度、扫描频率、沉积盘旋转速度确定.通过喷射成形试验对建立的理论模型和研究结论进行了验证,表明了其正确性.
颗粒尺寸对Mg-3Ni-2MnO_2储氢复合粉体放氢过程相转变行为影响
张文丛, 王尔德, 赵国亮
2009, 27(6): 414-417.
[摘要](176) [PDF 302KB](5)
摘要:
利用充氢反应球磨技术制备了不同球磨时间的氢化态Mg-3Ni-2MnO_2复合粉体材料,并对其放氢动力学性能进行了测试,进而利用J-M-A方程分析了放氢过程相转变行为特征.研究结果表明:反应球磨时间对氢化态Mg-3Ni-2MnO_2复合粉体颗粒尺寸有影响;颗粒尺寸影响储氢复合粉体材料放氢相转变动力学性能.不同颗粒尺寸的储氢材料放氢相转变过程均经历三个阶段,每个阶段对应不同的相转变分数区间.颗粒尺寸不同,则完成其相转变过程的主要阶段不同.
氧化锆陶瓷注射成形的喂料流变性能研究
蒋忠兵, 李笃信, 李昆, 王文利, 郑礼清
2009, 27(6): 418-421.
[摘要](198) [PDF 242KB](6)
摘要:
采用表面改性前后的两种ZrO_2陶瓷粉末作原料,选用自制的蜡基粘结剂体系制成注射成形喂料,通过毛细管流变仪测定喂料的流变性能,并对改性前后的ZrO_2陶瓷注射成形喂料的流变学性能进行了分析.结果表明:经过改性后的喂料粘度降低,即使提高装载量也能保证较小的粘度.改性前后的四种喂料均符合假塑性流变行为,而经过改性的装载量为53%的喂料,它的E值最小,为22.85kJ/mol,在不同温度下的n值对比,该喂料的n值最大,即可看出该喂料的粘度对剪切速率和温度的敏感性较低,而喂料的均匀性和稳定性较好,更适合注射成形.
模压成形各向异性NdFeB粘结磁体性能研究
石刚, 贾文军, 吕宏军
2009, 27(6): 422-424,428.
[摘要](217) [PDF 318KB](13)
摘要:
采用模压成形方法制备各向异性粘结NdFeB磁体,主要研究了粉末粒度以及取向磁场强度对粘结磁体磁性能和力学性能的影响.试验结果表明,随着磁粉粒度的减小,粘结磁体的剩磁有所增加,但矫顽力下降明显.随着取向磁场强度的增大,粘结磁体剩磁进一步提高,各向异性明显;粘结磁体密度及抗压强度随磁粉粒度的减小略有提高.经粒度配比后制备的粘结磁体获得了较高的磁性能和抗压强度,其B_r、H_(ci)及σ_(bc)分别为0.81T、828kA/m及204MPa.
材料·制品·应用
微量稀土Y对细晶93W-4.9Ni-2.1Fe合金性能的影响
张骁, 范景莲, 刘涛, 祁美贵, 田家敏, 龚星
2009, 27(6): 425-428.
[摘要](151) [PDF 258KB](8)
摘要:
采用溶胶-喷雾干燥-热还原法制备了添加微量稀土Y的93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末,将粉末在不同温度下经不同保温时间烧结,研究了微量稀土Y对93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末的氧含量、合金的显微组织和性能的影响.结果表明:添加微量稀土元素Y的合金试样需要在更高的温度下才能达到理想的氧含量;微量稀土Y使合金致密度稍有降低,但使合金中钨晶粒尺寸明显细化,其作用机理主要是稀土元素抑制了液相烧结时钨晶粒的长大.
前驱体碳化粉末反应火焰喷涂制备TiC增强金属复合涂层
张守全, 王海涛, 黄继华, 朱警雷, 张强, 刘慧渊
2009, 27(6): 429-433.
[摘要](192) [PDF 461KB](7)
摘要:
采用前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-C和Ti-Ni-C两种体系的反应热喷涂复合粉末,通过氧乙炔火焰喷涂原位合成并沉积了TiC增强Fe基和Ni基复合涂层.利用XRD、SEM和EDS研究了复合粉末、涂层的相组成和组织结构,考察了TiC/Fe、TiC/Ni复合涂层的硬度和耐磨性.结果表明: 复合粉末在喷涂过程中反应充分,可分别生成以Fe和Ni为粘结相的TiC增强涂层;两种涂层都是由TiC颗粒均匀分布的复合强化片层和TiC聚集片层叠加而成,TiC/Fe复合涂层的片层较薄,而TiC/Ni涂层中TiC的聚集片层较少;TiC/Fe涂层的硬度高于TiC/Ni涂层,两者的耐磨性能分别约为Ni60涂层的11倍和6倍.
ZK60合金粉末烧结和热挤压后的组织与性能
张振亚, 赵奇, 于化顺, 王少卿, 王海涛, 闵光辉
2009, 27(6): 434-437,441.
[摘要](258) [PDF 416KB](8)
摘要:
采用雾化法制得ZK60合金粉末,并用掺胶法制备ZK60合金棒材,研究热挤压后ZK60合金的微观组织、相组成及力学性能.结果表明:合金粉末主要由α-Mg固溶体构成,呈枝晶与等轴晶混合组织,晶粒尺寸5～10μm;在后续热挤压过程中粉末之间结合良好,晶粒进一步细化,同时合金基体中大量析出MgZn_2球形纳米颗粒;经T5(175℃保温12h)热处理后,析出相密度呈增加趋势.挤压变形后材料的屈服强度(σ_(0.2))、最大抗拉强度(σ_(UTS))和伸长率(δ)分别为286.3MPa、337.7MPa及5.6%;随后T5处理可进一步提高强度((σ_(0.2))=300.1MPa,σ_(UTS)=340.5 MPa),增加塑性(δ=12.3%).
工艺与设备
W-15Cu电子封装材料导热性能的研究
姜国圣, 王志法, 何平, 陈德欣
2009, 27(6): 438-441.
[摘要](140) [PDF 300KB](8)
摘要:
研究了熔渗温度、退火温度及退火冷却速度对W-15Cu电子封装材料导热性能的影响,试验结果表明退火能改善W-15Cu电子封装材料的导热性能,经850℃退火随炉冷的导热性能稳定在190W/(m*K)左右;W-15Cu电子封装材料界面残余应力的大小是影响材料导热性能的重要因素之一,残余应力越大,材料导热性能越差;W-15Cu电子封装材料随熔渗温度升高,导热系数增加,熔渗温度在1 400℃时的导热性能最好.
陶瓷齿轮微注射成形工艺研究
王际, 何新波, 曲选辉
2009, 27(6): 442-446.
[摘要](77) [PDF 458KB](5)
摘要:
研究了采用微注射成形技术(μPIM)制造含Y_2O_3稳定剂的ZrO_2微型齿轮.在含模温控制系统的注射机上注射成形,确定了注射参数,包括模具温度、注射压力和注射速度等.在室温下用C_2HCl_3溶液对注射样品脱脂,通过研究喂料和粘结剂的热分解性能,确定热脱和烧结工艺.结果显示,样品填充率高,表面光滑,有较高的致密度和表面硬度.
TiH_2粉末模压成形剂优化研究
戴坤良, 肖平安, 刘素红, 肖广志, 胡业奇
2009, 27(6): 447-450.
[摘要](79) [PDF 283KB](4)
摘要:
选择硬脂酸、十八醇、十八胺、金刚烷以及它们之间的混合物作为模压候选成形剂,以润滑粉体、润滑模具和同时润滑三种方式进行润滑,系统研究了它们对TiH_2粉体成形性的影响.结果表明,单纯TiH_2粉成形性非常差,添加成形剂能够显著改善粉体的成形性能.成形剂以第一种方式加入时,单一成分的成形剂很难达到相对密度较高和保形效果较佳的要求,而混合型即十八醇中添加少量金刚烷效果较好.采用润滑模具方式比较容易获得高质量压坯、成形剂用量少、压坯密度高、外观质量好.相比而言,同时润滑方式没有表现出明显的优势.研究还发现,压制压力是能否获得优质高密度压坯的关键因素之一,合理的TiH_2粉体压制压力范围为600～700MPa.
Al_3Ti颗粒增强镁基复合材料的反应烧结
杨子润, 王树奇, 鞠新庆, 陈康敏
2009, 27(6): 451-454,460.
[摘要](89) [PDF 507KB](5)
摘要:
采用Mg-Al-Ti反应体系,反应烧结制备了Al_3Ti颗粒增强镁基复合材料,研究了烧结工艺对Al_3Ti/Mg复合材料的组织和密度的影响.研究结果表明:采用镁、铝和钛粉反应烧结可以获得致密的Al_3Ti/Mg复合材料,Al_3Ti为原位形成,呈直径为0.5～5μm颗粒状较均匀地分布在镁基体中.烧结工艺(温度和保温时间)对Al_3Ti/Mg复合材料的组织和密度有着明显的影响,随着温度升高和保温时间延长,原位反应越完全,有利于Al_3Ti颗粒的分散,但过高温度和保温时间的延长,将造成颗粒的再团聚和镁的烧损.Al_3Ti/Mg复合材料较佳的烧结工艺参数为:温度750～800℃,保温时间90～120min.
文献综述
粉末冶金高速压制技术及其应用
闫志巧, 蔡一湘, 陈峰
2009, 27(6): 455-460.
[摘要](99) [PDF 545KB](12)
摘要:
高速压制技术(HVC)是2001年瑞典提出的一种先进的成形技术,兼有动态压制的高冲击能量和传统压制的高速平稳性等多重特征,可广泛用于金属、陶瓷和聚合物等材料的成形.介绍了HVC技术的原理.论述了该技术与其它成形技术相比具有成本低、压坯密度高且分布均匀、低弹性后效和高精度、模具使用寿命长等特点.讨论了HVC技术对所用模具和原料粉的要求.介绍了HVC技术的研究进展,并对实际生产应用前景进行了展望.
场活化烧结中场特点、影响和作用
叶永权, 李元元, 李小强, 夏伟, 向道平
2009, 27(6): 461-467.
[摘要](132) [PDF 530KB](6)
摘要:
场活化烧结技术是一种在电场、应力场和温度场作用下实现快速致密化的粉末活化烧结技术.场活化烧结的特殊致密化过程和活化机理,源自于其特有的电场、应力场以及温度场作用.本文就各种场在场活化烧结过程中的特点、作用和影响的研究进展进行介绍.对于各种场在场活化烧结中的特点、作用和影响的认识,仍存在较多问题和分歧.各场间交互作用显著.从多场耦合的角度研究场活化烧结过程,有助于更准确、全面掌握各种场的特点、作用和影响,深入揭示场活化烧结的特殊致密化过程和活化机理.通过外加磁场提高场活化烧结的均匀性,进一步赋予材料特殊性能,具有良好的研究开发前景.
四海文苑
烧结-硬化钢的尺寸精度
Bruce Lindsley, Thomas Murphy
2009, 27(6): 468-470.
[摘要](97) [PDF 210KB](8)
摘要:
尺寸精度是铁基粉末冶金零件生产工艺的关键参数.除了和标准粉末冶金低合金钢的压制与烧结相关的尺寸变化外,烧结-硬化合金还会产生从奥氏体转变为马氏体的相变.马氏体是钢中密度最低的相,因此,冷却时马氏体的形成会导致零件显著胀大.当马氏体转变为密度较高的铁素体与碳化物显微组织时,回火的淬硬钢发生收缩.这两种相变对零件的尺寸变化都有很大影响.另外,在Cu与C含量高的马氏体区可能有大量残余奥氏体存在.奥氏体相密度最高,所以残余奥氏体会导致压坯胀大较小.除回火处理外,马氏体与残余奥氏体的存在都会影响零件的最终尺寸.本文考察了两个烧结-硬化钢牌号,同时通过不同的后烧结热处理,研究了这两个牌号钢的尺寸变化和显微组织变化.
粉末冶金产业动态
1998~2009年美国MPIF获奖粉末冶金汽车零件介绍(连载)
朔风
2009, 27(6).
[摘要](91) [PDF 75KB](9)
摘要:
编者按:进入21世纪以来,中国的汽车产量从2000年的207万辆,转瞬间跃升到2008年的938万辆,2009年可能达到1200万辆以上.因此,汽车产业的节材、省能、减排、降低生产成本就成为了头等要务,在这些方面,粉末冶金汽车零件的应用与开发具有无法替代的作用.为促进粉末冶金产业发展,美国MPIF(金属粉末工业联合会)从1995年开始,每年举行一次粉末冶金设计竞赛,竞赛设大奖与优秀奖两个奖项.

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