张久兴
,
张国珍
,
张利平
,
王澈
,
宋晓艳
,
周美玲
,
钟涛兴
稀有金属材料与工程
以WO3+14.5%C(质量分数,下同)的混合粉作为原始粉末,采用放电等离子烧结(SPS)在不同温度下烧结保温3 min,直接一步合成致密WC硬质合金.借助于X射线光电子能谱(XPS)分析了合成样品的元素价态变化,探讨了SPS原位合成的过程和机理.结果表明:随着烧结温度的升高,样品中的W元素的价态逐步由氧化态的W+6,W+5,W+4过渡到单质W0+和碳化物态的W+2;而样品中的碳元素价态却逐步由单质碳转变为化合碳,氧化物态的晶格氧强度逐渐降低,以碳氧键存在吸附的氧强度逐渐增强.XPS分析结果表明,在SPS原位合成中,WO3首先被碳还原,并经历了一系列中间钨氧化物状态后得到金属钨,然后金属钨进一步发生碳化反应最终形成WC.
关键词:
XPS
,
原位合成
,
放电等离子烧结
,
硬质合金
,
碳化钨
,
氧化钨
张国珍
,
王澈
,
刘燕琴
,
张利平
,
张久兴
,
钟涛兴
,
周美玲
稀有金属材料与工程
用放电等离子烧结技术将WO3和炭黑的混合粉原位合成为致密的WC块体.研究了合成工艺和配碳量对块体的物相、致密度和显微组织的影响,结果表明:在860℃～1 060℃温度范围内,炭能快速地将WO3还原成W,同时发生碳化反应,温度继续升高发生烧结.含碳量低时,块体中有杂相W或W2C,含碳量合适时,块体的物相为纯WC,致密度达到WC的理论密度,晶粒在500 nm左右.
关键词:
原位合成
,
放电等离子烧结
,
WC
,
氧化钨
张光磊
,
钟涛兴
,
张国珍
,
马捷
,
刘鹏
,
王从曾
,
吉元
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2003.01.003
采用两步走的方法实现了钛合金的表面改性,首先在钛合金表面进行激光熔覆CaO或CaCO3,得到冶金结合的复合涂层后,通过在磷酸等含磷酸根的溶液中浸泡CaOCa使涂层中的转变为磷酸盐,从而使钛合金表面具有生物活性.XRD和SEM分析表明,得到了活性涂层,涂层与基体的结合良好.
关键词:
生物材料
,
表面改性
,
激光熔覆
,
钛合金
张久兴
,
岳明
,
宋晓艳
,
路清梅
,
张国珍
,
周美玲
,
左铁镛
功能材料
详细介绍了放电等离子烧结(Spark plasma sintering,SPS)技术的工艺特点、特殊的烧结机理以及设备发展概况.重点阐述了SPS新材料研究开发的国内外发展现状,包括梯度材料、综合性能优异的稀土永磁Nd-Fe-B材料、热电能源转换材料(CoSb3系列)、原位合成的WC块体材料、超细或纳米晶WC-Co硬质材料和SPS烧结过程组织演变及机理等.最后展望了SPS新材料在中国的发展前景及应该采取的对策.
关键词:
SPS技术
,
新材料
,
研究开发
,
应用
,
前景
张国珍
,
张利平
,
王澈
,
张久兴
,
钟涛兴
,
周美玲
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2005.06.002
采用放电等离子烧结技术将WO3、Co和炭黑的混合粉原位合成为致密WC-Co块体,研究了合成工艺、配碳量和晶粒长大抑制剂VC、Cr3C2对块体的物相、致密度和显微组织的影响,测定了块体的硬度和断裂韧性.结果表明:配碳量低时,块体中有缺碳杂相Co3W9C4或Co3W3C,密度较高;增加配碳量,块体的物相为纯.WC和Co;配碳量过大,块体中出现游离碳,密度降低;添加抑制剂使晶粒尺寸保持在0.5 μm以下.
关键词:
原位合成
,
放电等离子烧结
,
硬质合金
,
WC
,
氧化钨
张利平
,
张国珍
,
张久兴
,
周美玲
稀有金属材料与工程
采用叠层加压SPS烧结法制备致密的YG10/YG20梯度结构硬质合金.通过调整WC粒度和添加微量元素B来调整烧结温度,使含钴量低的粉末与含钴量高的粉末的烧结温度相近.研究了烧结温度对致密度、组织形貌、显微硬度和断裂韧性的影响,分析了沿梯度截面上C,Co,W等成分、显微硬度的变化及YG10/YG20界面的结合情况.结果表明:原始WC粒度为1μm的YG10+0.05%B混合粉末和9 μm的YG20混合粉末都能在1100℃～1160℃烧结致密,相对密度达到99%以上,晶粒尺寸均匀,梯度界面结合良好,没有开裂现象.低钴端的硬度达到了15 500 MPa～16 000MPa,高钴端的硬度为11 100 MPa;在294N载荷的作用下低钴端的断裂韧性为12.62 MPa·m1/2,而高钴端在这一载荷的作用下没有出现裂纹,断裂韧性较高,从而实现了硬质合金一端具有高硬度,另一端具有良好的韧性的有机结合.
关键词:
放电等离子烧结(SPS)
,
梯度硬质合金
,
显微硬度
,
添加剂
张国珍
,
张利平
,
王澈
,
张久兴
,
周美玲
,
钟涛兴
稀有金属材料与工程
研究了用放电等离子烧结技术将WO3和炭黑的混合粉快速原位合成为致密的超细WC块体过程中试样的物相、密度和显微组织的变化,分析了合成过程.结果表明:随着合成温度的升高,碳能快速地将WO3还原成WO272,WO2及W,接着发生碳化反应,生成W2C,WC,合成的各阶段相互重叠;当合成温度低于1118℃时,试样的物相发生变化,密度变化不显著,温度继续升高试样发生烧结,且剩余的微量杂相W2C消失,得到致密的WC块体;在合成过程中,试样的显微组织因物相不同而有很大不同,WO3,WO2,W,W2C和WC均呈颗粒状,WO2.72呈棒状,随着温度升高,颗粒由0.2μm长大到0.5 μm;WO3还原的前期放出CO2气体,后期放出CO气体,还原反应不经过WO2.9这一中间氧化物阶段.
关键词:
原位合成
,
放电等离子烧结
,
硬质合金
,
碳化钨
,
氧化钨
王明胜
,
宋晓艳
,
赵世贤
,
张国珍
,
张久兴
功能材料
采用亚微米WC粉和微米Co粉混合粉末作为原料,利用高能球磨与放电等离子烧结(SPS)技术制备超细晶WC-10Co硬质合金.研究表明,球磨后直接烧结时,当温度由1150℃增加到1200℃,试样的晶粒尺寸和硬度没有明显变化(平均晶粒尺寸约250nm),但致密度提高至98.6%,横向断裂强度由1045MPa提高到1819MPa.当对球磨后的混合粉末进行900℃真空处理后,在较低温度烧结的条件下试样的致密度则高达99%,且横向断裂强度与未处理粉末在相同工艺下烧结获得提高.
关键词:
超细晶硬质合金
,
放电等离子烧结
,
致密度
,
横向断裂强度
张光磊
,
钟涛兴
,
张久兴
,
张国珍
,
周美玲
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2003.02.020
采用放电等离子烧结( SPS)技术,低温、快速地在 Ti合金表面制备 HA活性涂层.研究了涂 层成分和厚度对涂层与基体结合强度的影响,观察了断口形貌.结果表明：随着涂层厚度的减小, 结合强度提高；梯度涂层能提高涂层与基体的结合强度；特别是经钝化处理后烧结的试样,涂层与 基体的结合强度显著提高,最高达到了 64MPa,超过目前使用的生物涂层种植体材料的指标.
关键词:
放电等离子烧结
,
结合强度
,
HA涂层
