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什么是粉末冶金?
粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經(jīng)過成形和燒結(jié),制造金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術(shù)。在工藝方面,需要建立模具溫度和工件實際溫度的溫差關(guān)系,以便更好的控制產(chǎn)品質(zhì)量。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方,均屬于粉末燒結(jié)技術(shù),因此,一系列粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點,它已成為解決新材料問題的鑰匙,在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。
制粉方法大體上可歸納為兩大類
制粉方法大體上可歸納為兩大類,即機械法和物理化學法
(1)從氣態(tài)金屬碳基物離解制取金屬、合金以及包覆粉末的有碳基物熱離解法
(2)從氣態(tài)金屬鹵化物氣相還原制取金屬、合金粉末以及金屬、合金涂層的有氣相氫還原法;從氣態(tài)金屬鹵化物沉積制取金屬化合物粉末以及涂層的有化學氣相沉積法。
但是,從過程的實質(zhì)來看,現(xiàn)有制粉方法大體上可歸納為兩大類,即機械法和物理化學法。
粉末冶金成型技術(shù)
利用類似于SHS電場ji活作用的SPS技術(shù),對陶瓷、復合材料和梯度材料的合成和致密化同時進行,可得到65nm的納米晶,比SHS少了一道致密化工序[22]。1990年以后,日本推出了可用于工業(yè)生產(chǎn)的SPS第三代產(chǎn)品,具有10~100t的燒結(jié)壓力和脈沖電流5000~8000A。利用SPS可制備大尺寸的FGM,目前SPS制備的尺寸較大的FGM體系是ZrO2(3Y)/不銹鋼圓盤,尺寸已達到100mm×17mm[23]。
用普通燒結(jié)和熱壓WC粉末時必須加入添加劑,而SPS使燒結(jié)純WC成為可能。由于陶瓷中孔洞較少[31],因此在101~106HZ之間介電常數(shù)基本不隨頻率而變化。用SPS制備的WC/Mo梯度材料的維氏硬度(HV)和斷裂韌度分別達到了24Gpa和6Mpa·m1/2,大大減輕由于WC和Mo的熱膨脹不匹配而導致熱應(yīng)力引起的開裂[24]。
其非晶相的結(jié)晶溫度是533K。文獻[41]中用脈沖電流在423K和500MPa下制備了Mg80Ni10Y5B5塊狀非晶合金,經(jīng)過分析其中主要是非晶相。與HP和HIP相比,SPS裝置操作簡單,不需要專門的熟練技術(shù)。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。從實踐上來看,可以采用SPS燒結(jié)法制備塊狀非晶合金。因此利用先進的SPS技術(shù)進行大塊非晶合金的制備研究是很有必要。