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梯度材料
梯度材料
功能梯度材料(FGM)的成分是梯度變化的,各層的燒結(jié)溫度不同,利用傳統(tǒng)的燒結(jié)方法難以一次燒成。利用CVD、PVD等方法制備梯度材料,成本很高,也很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。采用階梯狀的石磨模具,由于模具上、下兩端的電流密度不同,因此可以產(chǎn)生溫度梯度。利用SPS在石磨模具中產(chǎn)生的梯度溫度場(chǎng),只需要幾分鐘就可以燒結(jié)好成分配比不同的梯度材料。目前SPS成功制備的梯度材料有:不銹鋼/ZrO2;國(guó)內(nèi)需求根據(jù)中國(guó)粉末冶金協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),34家國(guó)內(nèi)大中型粉末冶金生產(chǎn)企業(yè)(占53家企業(yè)數(shù)量的64%)的累計(jì)產(chǎn)量長(zhǎng)期占53家企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量的占比高達(dá)85%,其中大多數(shù)汽車粉末冶金零部件生產(chǎn)商集中在這34家企業(yè)中。Ni/ZrO2;Al/高聚物;Al/植物纖維;PSZ/T等梯度材料。
銅基粉末冶金
其非晶相的結(jié)晶溫度是533K。文獻(xiàn)[41]中用脈沖電流在423K和500MPa下制備了Mg80Ni10Y5B5塊狀非晶合金,經(jīng)過(guò)分析其中主要是非晶相。非晶Mg合金比A291D合金和純鎂有較高的腐蝕電位和較低的腐蝕電流密度,非晶化改善了鎂合金的抗腐蝕抗力。在SPS燒結(jié)時(shí),雖然所加壓力較小,但是除了壓力的作用會(huì)導(dǎo)致活化能力Q降低外,由于存在放電的作用,也會(huì)使晶粒得到活化而使Q值進(jìn)一步減小,從而會(huì)促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大,因此從這方面來(lái)說(shuō),用SPS燒結(jié)制備納米材料有一定的困難。從實(shí)踐上來(lái)看,可以采用SPS燒結(jié)法制備塊狀非晶合金。因此利用先進(jìn)的SPS技術(shù)進(jìn)行大塊非晶合金的制備研究是很有必要。
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研的結(jié)果,中國(guó)2013 年平均單車汽車粉末冶金制品的用量至少有6kg,這其中2.3kg 的差額就是沒有統(tǒng)計(jì)在內(nèi),是來(lái)自國(guó)外的粉末冶金用量(發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口或部分組裝零件進(jìn)口),這部分進(jìn)口替代需求構(gòu)成了未來(lái)粉末冶金零部件需求增長(zhǎng)的一部分。我們保守估計(jì),未來(lái)車用粉末冶金國(guó)產(chǎn)化的替代率占據(jù)目前單車用量的6%-7%。[5](1)應(yīng)用:(汽車、摩托車、紡織機(jī)械、工業(yè)縫紉機(jī)、電動(dòng)工具、五金工具。
粉末冶金的應(yīng)用領(lǐng)域
中國(guó)粉末冶金零件及含油軸承總產(chǎn)值超過(guò)55億元,占全球市場(chǎng)比重較小,發(fā)展空間也較為廣闊。根據(jù)中國(guó)機(jī)協(xié)粉末冶金專業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)53家企業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2010年中國(guó)粉末冶金零件行業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入48.41億元,同比增長(zhǎng)39.75%;利潤(rùn)總額為3.76億元,較上年增加了一倍。SPS在材料制備中的應(yīng)用目前在國(guó)外,尤其是日本開展了較多用SPS制備新材料的研究,部分產(chǎn)品已投入生產(chǎn)。在產(chǎn)值方面,粉末冶金零件行業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值50.57億元,其中新產(chǎn)品產(chǎn)值6.28億元,新產(chǎn)品率(新產(chǎn)品產(chǎn)值/工業(yè)總產(chǎn)值)為12.37%;