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粉末冶金成型技術(shù)
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。某些粉末冶金制品的性能幾乎和粒度直接相關(guān),例如,過濾材料的過濾精度在經(jīng)驗(yàn)上可由原始粉末顆粒的平均粒度除以10求得。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)。
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?,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]。狹義的粉末冶金制品業(yè)僅指粉末冶金制品,包括粉末冶金零件(占絕大部分)、含油軸承和金屬射出成型制品等。表2是SPS和其他方法生產(chǎn)BiTe材料的比較。
對于實(shí)際生產(chǎn)來說,需要發(fā)展適合SPS技術(shù)的粉末材料,也需要研制比目前使用的模具材料(石墨)強(qiáng)度更高、重復(fù)使用率更好的新型模具材料,以提高模具的承載能力和降低模具的費(fèi)用。
在工藝方面,需要建立模具溫度和工件實(shí)際溫度的溫差關(guān)系,以便更好的控制產(chǎn)品質(zhì)量。在SPS產(chǎn)品的性能測試方面,需要建立與之相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)以及方法。
隨著我國加入WTO以后,以上種種不足和弱點(diǎn)將改善,這是因?yàn)榧尤隬TO后,市場逐漸國際化,粉末冶金市場將得到進(jìn)一步擴(kuò)大的機(jī)會(huì);而同時(shí)隨著國外資金和技術(shù)的進(jìn)入,粉末冶金及相關(guān)的技術(shù)水平也必將得到提高和發(fā)展。
據(jù)《2013-2017年中國粉末冶金制造行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測與轉(zhuǎn)型升級分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示,目前,中國粉末冶金零件及含油軸承總產(chǎn)值超過55億元,