粉末冶金技术

董丽, 董桂霞, 张茜

2015, 33(4): 243-247. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2015.04.001

[摘要](456) [PDF 1162KB](30)

摘要:
以分析纯的MgO、TiO2、CaTiO3为初始原料,采用固相法制备(1-x)MgTiO3-xCaTiO3(摩尔分数x=0.01～0.10)系列微波介质陶瓷材料,研究添加CaTiO3后,体系的晶体结构、显微结构、微波介电性能之间的变化规律.研究表明,随着CaTiO3掺杂量的增加,陶瓷的体积密度、介电常数和谐振频率温度系数不断增大,而体系的品质因数呈下降趋势.当掺杂7％(摩尔分数)CaTiO3时,陶瓷在1 400℃烧结4h可获得近零的频率温度系数,τf=0.652×10-6/℃,品质因数Q×f=38753 GHz,介电常数εr=19.45.

铜基材料非水基凝胶注模成形工艺的研究

王召利, 纪箴, Karima, 贾成厂, 王聪聪, 程诚, 黄小泓, 刘博文

2015, 33(4): 248-253,269. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2015.04.002

[摘要](137) [PDF 2210KB](7)

摘要:
利用自主开发的非水基凝胶体系制备了铜基材料,通过分析坯体的热重、差热曲线制定了合适的烧结制度,通过扫描电镜对烧结坯体的形貌进行观察,探究了烧结温度和保温时间对烧结的影响.结果表明,凝胶体系适合于铜基材料,坯体在980℃温度下保温3小时烧结状态较好.温度过低,胶体排除不净,影响粉末颗粒黏结;温度过高,则会导致颗粒熔化变形.保温时间过短,粉末未全部黏结;保温时间过长,则会使颗粒长大、合并,出现裂纹.

表面活性剂在超细氧化铝制备和分散中的应用研究

孙秀君

2015, 33(4): 254-258. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2015.04.003

[摘要](279) [PDF 2085KB](20)

摘要:
研究了表面活性剂在超细粉体制备和使用分散过程中的应用.对聚丙烯酰胺、柠檬酸、琼脂和聚乙二醇等四种分散剂的分散性能进行了研究,结果表明:聚乙二醇的分散效果最佳,并通过试验确定最佳用量为聚乙二醇与铝盐的质量比为8∶3.采用溶胶-凝胶法最终制得纯度为99.01％,粒度在50nm左右,比表面积为262.3 m2/g左右的高纯度超细氧化铝粉体.

信息动态

2015, 33(4).

[摘要](75) [PDF 115KB](5)

摘要:

透明导电材料Cd2SnO4的制备Ⅱ—热压烧结

白雪, 王星明, 储茂友, 张碧田, 段华英, 石志霞, 孙静, 韩沧

2015, 33(4): 259-263. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2015.04.004

[摘要](117) [PDF 1653KB](10)

摘要:
将2∶1摩尔比的CdO与SnO2混合粉体进行原位热压烧结,制备Cd2 SnO4.采用XRD衍射仪、四探针电阻测试仪和扫描电镜,分析热压气氛,Sb掺杂元素以及热处理工艺对Cd2SnO4靶材的物相结构和导电性能的影响.结果表明:900℃原位热压烧结时,由于温度低,扩散反应发生不完全,生成部分Cd2SnO4化合物,少量Cd和Sn元素仍以氧化物的形式存在,未出现第二相CdSnO3;氩气烧结比真空烧结更有利于扩散和化合反应发生;掺杂1％(质量分数)Sb元素的靶材电阻率降低至0.5×10-3Ω· cm.高温退火热处理时扩散反应得以继续,靶材中Cd2 SnO4含量有明显增加.为了克服原位热压温度和保温时间的限制所引起的化合反应不完全,优化热压工艺如下:采用单相Cd2SnO4复合粉体为原料,热压温度为1050℃,保温时间2小时,所得靶材均匀且晶粒细小,致密度达到92％,电阻率低至3×10-4Ω·cm,第二相CdSnO3含量低于2％,满足了镀膜用Cd2SnO4靶材的性能要求.

改性SiO2气凝胶微球凝胶注模法制备块体材料

陶艳平, 何方, 张德印, 程娟, 吴菊英, 黄瑜鸿, 邢涛

2015, 33(4): 264-269. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2015.04.005

[摘要](228) [PDF 1730KB](8)

摘要:
以改性SiO2气凝胶微球为原料,玻璃粉为烧结剂,采用凝胶注模法制备形状可控的块体材料,考察了改性SiO2气凝胶微球、玻璃粉含量和烧结制度对块体材料的性能、微观形貌及孔结构的影响.结果表明:固相量一定时,低熔点玻璃粉含量越高,块体越致密,强度越高,孔隙率越低;当块体中聚合物含量增多时,加热后块体孔隙相对增加,同时聚合物碳化分解的产物很难排除;降低升温速率,延长保温时间可防止块体开裂,有利于有机物排除.经检测,固相量为70％(质量分数),气凝胶微球与低熔点玻璃粉质量比为1∶1.5时,凝胶注模法制备的块体材料性能最佳:气孔率约为60％,比表面积为169.36 m2/g左右,孔径分布主要在40nm以下,具有明显介孔特征.

NiCu30泡沫合金的制备及压缩性能研究

刘汉强, 赵鹏, 沈伟, 浦玉萍

2015, 33(4): 270-274. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2015.04.006

[摘要](113) [PDF 1638KB](7)

摘要:
采用分层电镀及热处理合金化制备工艺制备NiCu30泡沫合金,以孔密度为45ppi的NiCu30泡沫合金为研究对象,研究了表观密度对其力学性能的影响.结果表明:经扩散热处理,Ni和Cu穿过镀层界面相互扩散,形成(Ni,Cu)奥氏体固溶体结构;850℃热处理16h后,泡沫骨架内Ni和Cu元素分布趋于均匀化;相同条件下(45 ppi、0.647g/cm3),NiCu30泡沫合金的屈服强度σy*比泡沫Ni和泡沫Cu分别提高了1.8倍和1倍,固溶强化是σy*升高的主要原因;确定了NiCu30泡沫合金表观密度p*与屈服强度σy*之间的关系式,受电镀制备工艺影响,45ppi试样的拟合值α和m小于Gibson-Ashby公式范围最小值.

MgO和烧结温度对Al2O3陶瓷致密化过程的影响

程诚, 纪箴, 贾成厂, 王召利, 黄小泓, 王聪瑜

2015, 33(4): 275-280,284. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2015.04.007

[摘要](382) [PDF 2642KB](25)

摘要:
以高纯α-Al2O3粉体为原料,MgO为烧结助剂,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备氧化铝陶瓷.研究了MgO添加量和烧结温度对氧化铝陶瓷致密化过程及显微结构的影响,并分析了烧结过程中气孔的扩散与演变.结果表明:添加适量MgO可以降低氧化铝陶瓷的烧结温度,抑制晶粒长大,提高致密度,0.25％(质量分数)是MgO的最佳添加量;随着烧结温度的升高,晶粒逐渐长大,气孔率降低,1 550℃为最佳烧结温度;在此条件下获得的微米晶氧化铝陶瓷,其相对密度达到99.96％,平均晶粒尺寸约为3 μm,且晶粒大小均匀,几乎无异常长大现象.

三氧化二镍的真空微波诱导分解

连明磊, 武文芳, 缪应菊, 葛源

2015, 33(4): 281-284. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2015.04.008

[摘要](165) [PDF 234KB](8)

摘要:
在真空条件下,用微波辐照三氧化二镍粉末以制备单质镍,探索其升温过程及反应机理.发现存在有决定三氧化二镲是否升温的“临界功率点”;提出了过程的反应机理,认为过程分为微波诱导、一次反应、二次反应、成粒等5个步骤,一次反应、二次反应的临界点分别为600℃、1 970℃;发现中期升温速率高,前期升温速率低,后期为降温过程,提出了引起该现象的三点分析;10.0 g三氧化二镍在800 W微波场中真空分解及在空气氛围中分解的极限单质镍含量分别为65.9％与14.6％.

重熔处理对火焰热喷涂Ni60A涂层件疲劳性能的影响

赵志平, 李新勇

2015, 33(4): 285-289. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2015.04.009

[摘要](218) [PDF 1222KB](8)

摘要:
为了研究重熔处理对火焰热喷涂件疲劳性能的影响,本文应用火焰热喷涂技术在40Cr基体上制备出Ni60A自熔性粉末合金涂层,将热喷涂件经不同时间的火焰重熔处理后,应用疲劳试验机测试了喷涂试样及基体试样的弯扭疲劳寿命,分析了试样的宏观断口及极限应力.结果表明:重熔处理时间是影响热喷涂件疲劳寿命的关键因素之一.当重熔时间不足时,涂层表面缺陷为主要裂纹源,涂层与基体的结合力不强,极限应力随裂纹的萌生波动,裂纹在涂层中的扩展以微观第一阶段为主,断口大多为瞬断面,无疲劳辉纹,热喷涂件的疲劳寿命较短;当重熔时间过长时,涂层强度有所提高,但涂层中再次形成的缺陷为主要裂纹源,极限应力波动显著,裂纹在涂层中的扩展为微观第一阶段及第二阶段,断面有较明显的疲劳辉纹;当重熔时间合理时,缺陷对喷涂件疲劳寿命的影响减弱,构件疲劳寿命显著提高.

温压与冷压法制备三元碳化物Cr2AlC坯体的致密化机理

董洪峰, 郭从盛

2015, 33(4): 290-295. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2015.04.010

[摘要](121) [PDF 2149KB](7)

摘要:
以球磨Cr、Al、C.(石墨粉)单质粉末制成的混合粉末为原料,分别采用温压和冷压法,在不同压力下制备三元碳化物Cr2Al坯体;利用Kawakita模型建立温压、冷压坯体相对密度和压力间关系,用松装密度测定仪、显微硬度计、OM、SEM、EDS和阿基米德原理表征粉末松装密度、粉末及坯体显微硬度、组织、形貌、分布和坯体密度.结果表明:Kawakita模型拟合方程的精确度高,由于单质粉末经球磨后产生“核壳”结构,改变整体粉末性能,使得球磨粉初始屈服强度值在Cr粉和Al粉之间,且在冷压条件下与模型拟合值相似,而温压Al粉的高温蠕变使得球磨粉初始强度拟合值小于试验值;Al粉在温压和冷压条件下不同的变形性和加工硬化造成的温、冷坯体组织差异均导致了Kawakita模型拟合误差.

粉末冶金在钢铁企业的应用及发展前景

冯士超, 王艳红, 丁瑞锋

2015, 33(4): 296-300. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2015.04.011

[摘要](133) [PDF 1701KB](18)

摘要:
概述了粉末冶金的技术特点以及含铁粉尘在钢厂的应用情况;分别阐述了钢铁企业直接还原铁在炼钢中的应用、以及还原铁粉和雾化铁粉的生产过程;列举了JFE、神户制钢公司开发的粉末冶金制品及其应用领域,以及我国武钢、莱钢粉末冶金技术的进步;分析了铁基粉末冶金行业发展的影响因素,汽车工业的发展、以及切削刀具行业对高速钢性能要求的提升,促进了铁基粉末冶金零部件种类和数量需求的快速增长;指出了钢铁企业在当前的困境条件下,应加速发展铁基粉末冶金技术,发掘企业新的利润增长点,并实现资源的综合利用.

金属注射成形(MIM):一种制造精密工程零件的竞争性工艺

Georg Schlieper, 韩凤麟

2015, 33(4): 301-316. doi: 10.3969/j.issn.1001-3784.2015.04.012

[摘要](218) [PDF 6774KB](19)

摘要:
经过30多年发展,金属注射成形(MIM)已发展成一种生产小型、精密、复杂形状零件的具有竞争性的生产工艺.这类零件用常规金属工艺生产时,不但价格昂贵,而且材料利用率低与生产工艺复杂、费时.MIM工艺几乎可用包括金属、陶瓷、金属间化合物及复合材料在内的所有材料,生产大量与少量的小型复杂形状零件.现在.用MIM工艺生产的零件已在诸如汽车、化工、航空航天、事务机械、计算机硬件、生物-医疗器械及枪械等产业部门得到了广泛应用.

2015年 第4期

2015年第4期