【廣告】
鐵基粉末冶金
粉末冶金包括制粉和制品。其中制粉主要是冶金過程,和字面吻合。試驗(yàn)表明,采用SPS制備的成分梯度的βFeSix(Si含量可變),比βFeSi2的熱電性能大為提高[25]。而粉末冶金制品則常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出材料和冶金的范疇,往往是跨多學(xué)科(材料和冶金,機(jī)械和力學(xué)等)的技術(shù)。尤其現(xiàn)代金屬粉末3D打印[1-2] ,集機(jī)械工程、CAD、逆向工程技術(shù)、分層制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、激光技術(shù)于一身,使得粉末冶金制品技術(shù)成為跨更多學(xué)科的現(xiàn)代綜合技術(shù)。
鐵基粉末冶金主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域
目前,粉末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航空航天、bing器、生物、新能源、信息和核工業(yè)等領(lǐng)域,成為新材料科學(xué)中具發(fā)展活力的分支之一。根據(jù)中國機(jī)協(xié)粉末冶金專業(yè)協(xié)會(huì)對53家企業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2010年中國粉末冶金零件行業(yè)實(shí)現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入48。粉末冶金技術(shù)具備顯著節(jié)能、省材、性能優(yōu)異、產(chǎn)品精度高且穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn),非常適合于大批量生產(chǎn)。另外,部分用傳統(tǒng)鑄造方法和機(jī)械加工方法無法制備的材料和復(fù)雜零件也可用粉末冶金技術(shù)制造,因而備受工業(yè)界的重視。
熱電材料
βFeSi2沒有毒性,在空氣中有很好的抗yang化性,并且有較高的電導(dǎo)率和熱電功率。熱點(diǎn)材料的品質(zhì)因數(shù)越高(Z=α2/kρ,其中Z是品質(zhì)因數(shù),α為Seebeck系數(shù),k為熱導(dǎo)系數(shù),ρ為材料的電阻率),其熱電轉(zhuǎn)換效率也越高。而粉末冶金制品則常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出材料和冶金的范疇,往往是跨多學(xué)科(材料和冶金,機(jī)械和力學(xué)等)的技術(shù)。試驗(yàn)表明,采用SPS制備的成分梯度的βFeSix(Si含量可變),比βFeSi2的熱電性能大為提高[25]。這方面的例子還有Cu/Al2O3/Cu[26],MgFeSi2[27], βZn4Sb3[28],鎢硅化物[]29]等。
用于熱電制冷的傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料不僅強(qiáng)度和耐久性差,
SPS制備半導(dǎo)體熱電材料的優(yōu)點(diǎn)是,可直接加工成圓片,不需要單向生長法那樣的切割加工,節(jié)約了材料,提高了生產(chǎn)效率。
熱壓和冷壓-燒結(jié)的半導(dǎo)體性能低于晶體生長法制備的性能。中國粉末冶金零件及含油軸承總產(chǎn)值超過55億元,占全球市場比重較小,發(fā)展空間也較為廣闊?,F(xiàn)用于熱電致冷的半導(dǎo)體材料的主要成分是Bi,Sb,Te和Se,目前的Z值為3.0×10/K,而用SPS制備的熱電半導(dǎo)體的Z值已達(dá)到2.9~3.0×10/K,幾乎等于單晶半導(dǎo)體的性能[30]。表2是SPS和其他方法生產(chǎn)BiTe材料的比較。