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钇掺杂 ZrO 2陶瓷的制备及性能研究

吕亮 , 常永勤 , 陈琼 , 刘瑞朋 , 龙毅

功能材料 doi:10.3969/ji.ssn1.001-97312.0151.70.13

采用溶胶‐凝胶法结合放电等离子体烧结(S PS )技术成功制备出立方相结构的掺杂8%(原子分数) Y2 O3的 ZrO2(8YSZ )陶瓷块体。 X 射线衍射(X RD )结果表明样品烧结前后均为单一的立方相结构,但是烧结后的样品的晶粒尺寸增大,结晶性变好。Raman光谱结果表明烧结前样品为单一的立方相结构,SPS烧结后样品为单斜相和立方相的混合物,其中单斜相的含量较少。认为XRD与Raman光谱检测结果不一致是因为ZrO2的单斜相和立方相的晶格常数接近以及X RD检测精度不够高造成的。采用S PS方法制备出的样品的致密度为927.%,显微维氏硬度为1551 M Pa 。

关键词: YSZ , 立方相 , 单斜相 , SPS烧结 , Raman

Ti对SPS烧结Nb/Nb5Si3复合材料组织和性能的影响

龙文元 , 尧军平 , 张磊 , 林志斌 , 赵璐

稀有金属材料与工程

以Nb、Si和Ti粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术对Nb-20Si、Nb-20Si-5Ti、Nb-20Si-15Ti和Nb-20Si-24Ti材料进行原位合成.利用扫描电镜(SEM)、电子探针微区分析(EPMA)和X射线衍射(XRD)等手段对材料的组织结构进行分析,探讨Ti对复合材料组织和性能的影响规律.结果表明,Ti元素的加入使得复合材料中Nb5Si3相转变成(Nb,Ti)5Si3,随着Ti加入量的增加,组织中出现了单质的Ti相,当Ti含量达到24%时,组织中还会出现Nb3Si相;同时Ti的加入会降低复合材料的硬度,提高其高温抗氧化性能.

关键词: SPS烧结 , 原位合成 , 高温氧化 , Nb/Nb5Si3复合材料

第二相对MoSi2基复合材料组织与性能的影响

吴海飞 , 徐金富 , 费有静 , 陈胜 , 张学彬 , 叶以富

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.z1.081

用放电等离子烧结法(SPS)制备了不同增强相的MoSi2基复合材料,系统研究了第二相对MoSi2基复合材料组织与性能的影响,探讨了MoSi2基复合材料的断裂方式及增韧机制.结果表明:第二相颗粒的加入均能不同程度地提高MoSi2的强韧性;ZrO2对提高断裂韧性最有效.其中20%ZrO2/MoSi2材料达到6.8 Mpam1/2,比纯MoSi2提高了95.4%,表现为微裂纹增韧和弥散强化;β-Si3N4对提高显微硬度、抗压强度最有效,其中20%β-Si3N4/MoSi2分别达到16.01Gpa与2260Mpa,比纯MoSi2提高了31.7%与119.4%,表现为细晶强化;同时加入ZrO2与β-Si3N4能起到相变增韧和细晶强化的协同作用,表现出最佳的强韧性能,其中,10%ZrO2/20%β-Si3N4/MoSi2的维氏硬度、抗压强度、断裂韧性分别比MoSi2提高了24.7%、104.3%、90%.

关键词: 第二相 , MoSi2基复合材料 , SPS烧结 , 增韧机制

Ti3SiC2/Al2O3复合材料的SPS烧结及其性能研究

吴瑞芬 , 潘伟 , 石随林 , 韩若冰

稀有金属材料与工程

利用放电等离子烧结(SPS)方法成功制备了Ti3SiC2/Al2O3复合材料,用XRD及SEM对其组成和结构进行了表征.另外系统研究了Ti3SiC2/Al2O3复合材料的弹性模量及673 K时的热传导性能.结果表明复合材料弹性模量高于理论上限模量,随着Ti3SiC2含量的增加复合材料弹性模量减小,且Ti3SiC2的加入使复合材料的热导率较Al2O3有一定的提高,673 K时复合材料热导率符合"海岛-网络"模型.

关键词: Ti3SiC2/Al2O3复合材料 , SPS烧结 , 致密化 , 弹性模量 , 热导率

多孔钯块体材料的制备及其表面处理

冯威 , 刘颖 , 连利仙 , 彭丽霞 , 朱晓东

稀有金属材料与工程

采用等离子脉冲放电烧结(SPS)法制备多孔钯块体材料,并对其进行表面氧化还原处理.结果表明:采用该方法在550℃时可以制备出结构稳定性与力学性能好、孔隙率高(87.88%)的多孔钯块材.此种多孔钯块材在通过氧化还原处理以后,其表面碳杂质含量能够得到有效降低,表面粗糙度与表面积能够得到一定程度的提高.

关键词: SPS烧结 , 多孔钯块体 , 表面处理 , 表面积

纳米SiO2颗粒增强NiTi基复合材料的制备及组织性能研究

李传吉 , 林建国 , 张德闯 , 彭柱根 , 吴昌义

稀有金属材料与工程

采用等离子烧结法(SPS)制备不同含量(1%~4%,质量分数)纳米SiO2增强NiTi基复合材料,研究SiO2添加对NiTi-SiO2复合材料的显微组织、相变点、力学性能及断裂特征的影响.结果表明,所制备的NiTi-SiO2复合材料其显微组织主要由B2-NiTi相、B19’-NiTi相、Ni3Ti相、Ti2Ni相以及SiO2相组成,SiO2颗粒均匀弥散地分布在NiTi基体中.随SiO2加入量的增加,合金的相变特征温度,Mf、As和Af下降,但SiO2的添加量对Ms温度影响不大.SiO2颗粒对NiTi合金的强化效果明显,随颗粒加入量增加,其断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂.在6%变形范围内,添加SiO2颗粒的复合材料具有更高的回复率,表现出更好的超弹性.

关键词: SPS烧结 , NiTi-SiO2复合材料 , 相变温度 , 力学性能 , 超弹性

利用纳米钯的受热收缩性制备高洁净度多孔钯材料

冯威 , 刘颖 , 连利仙 , 朱晓东 , 孔清泉

稀有金属材料与工程

采用纳米钯黑做造孔剂并与海绵钯混合进行等离子脉冲放电烧结(SPS)的方法制备多孔钯块体材料.结果表明,纳米钯黑材料在500~550℃受热后会产生明显的收缩,具有良好的造孔效果.由于采用该方法不引入任何杂质,故可在550℃时制备出洁净度与孔隙率(87.88%)高、力学性能好的多孔钯块体材料.该方法也可为其它高洁净度多孔金属材料的制备提供有价值的借鉴.

关键词: 多孔钯 , 高洁净 , 纳米钯黑 , SPS烧结

热处理工艺对粉末烧结样品La(Fe11.2Co0.7Si1.1)B0.25磁热效应的影响

刘翠兰 , 黄焦宏 , 程娟 , 闫宏伟 , 金培育 , 邓沅 , 岳明 , 张久兴

稀土 doi:10.3969/j.issn.1004-0277.2012.03.006

采用SPS(放电等离子烧结技术)制备了La( Fe11.2 Co0.7 Si1.1) B0.25合金,并进行了不同时间的热处理.利用XRD及SEM检测了合金的相结构及组织结构,同时对合金的等温磁熵变和绝热温变进行了研究.结果表明,随热处理时间的增加,合金的α - Fe相逐渐减少,主相La(Fe,Si)13相逐渐增加,其等温磁熵变和绝热温变也都逐渐增加.

关键词: 粉末冶金 , SPS烧结 , 热处理 , 磁热效应

YG20C硬质合金的SPS烧结工艺研究

吕玉廷 , 蒋朋 , 曹佑青 , 吴建峰 , 徐金富

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2012.03.016

采用正交试验优化YG20C硬质合金的SPS烧结工艺,研究烧结温度、烧结时间和烧结压力对材料性能的影响,并制备硬质合金.结果表明:YG20C硬质合金粉末经1 070℃×15 min×60 MPa最佳工艺烧结后,WC晶粒细小均匀地分布在Co基体上,致密度达到99.4%,硬度达到89.2HRA,比传统真空烧结提高2~3HRA.

关键词: 硬质合金 , 烧结工艺 , SPS烧结 , YG20C

放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9陶瓷织构及电性能的影响

张庆云 , 路清梅 , 张久兴 , 张艳峰

稀有金属材料与工程

采用溶胶-凝胶与放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备了Ca3Co4O9陶瓷.通过X射线衍射、扫描电镜等表征手段,研究了放电等离子烧结工艺对Ca3Co4O9物相、显微结构和性能的影响.实验结果表明:片状颗粒和放电等离子烧结工艺,特别是烧结温度的提高有利于Ca3Co4O9织构的形成.初步认为是片状颗粒在脉冲电流所产生的脉冲磁场作用下发生重排,使颗粒定向排列.本实验范围内,当烧结温度从700℃提高到900℃时,Ca3Co4O9晶粒取向度从0.75增大到0.87,700℃下的电阻率从6.24×10-5Ω·m降低到5.59×10-5Ω·m.此外,Ca3Co4O9块体表现出典型的半导体电学特征,电导率随着SPS烧结温度和测量温度的升高而增大,当SPS烧结温度为850℃时,P型Ca3Co4O9化合物在700℃有最大电导率.

关键词: 溶胶-凝胶法 , SPS烧结 , Ca3Co4O9 , 织构 , 热电材料

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