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粉末冶金成型技術(shù)
粉末冶金包括制粉和制品。如果擴(kuò)大到粉末冶金研究方向,全國各大高校材料學(xué)院及研究院所都或多或少有涉及。其中制粉主要是冶金過程,和字面吻合。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)。
粉末冶金成型技術(shù)的特點和作用
金屬粉末冶金技術(shù)的特點和作用:粉末冶金技術(shù)可以極大限度地減少合金成分偏聚,消除粗大、不均勻的鑄造組織。用SPS燒結(jié)鐵電陶瓷PbTiO3時,在900~1000℃下燒結(jié)1~3min,燒結(jié)后平均顆粒尺寸<。在制備稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導(dǎo)材料、新型金屬材料(如Al-Li合金、耐熱Al合金、超合金、粉末耐蝕不銹鋼、粉末高速鋼、金屬間化合物高溫結(jié)構(gòu)材料等)具有重要的作用。
粉末冶金成型技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
(1)可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品,如新型多孔生物材料,多孔分離膜材料、結(jié)構(gòu)陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。
(2)可以實現(xiàn)近凈形成和自動化批量生產(chǎn),從而,可以有效地降低生產(chǎn)的資源和能源消耗。
(3)可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料,是一種可有效進(jìn)行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。
我們常見的機加工刀具,五金磨具,很多就是粉末冶金技術(shù)制造的。
SPS在材料制備中的應(yīng)用
SPS在材料制備中的應(yīng)用
目前在國外,尤其是日本開展了較多用SPS制備新材料的研究,部分產(chǎn)品已投入生產(chǎn)。SPS可加工的材料種類如表1所示。除了制備材料外,SPS還可進(jìn)行材料連接,如連接MoSi2與石磨[14],ZrO2/Cermet/Ni等[15]。
近幾年,國內(nèi)外用SPS制備新材料的研究主要集中在:陶瓷、金屬陶瓷、金屬間化合物,復(fù)合材料和功能材料等方面。但是實際上已有成功制備平均粒度為65nm的TiN密實體的實例。其中研究多的是功能材料,他包括熱電材料[16] 、磁性材料[17] 、功能梯度材料[18] 、復(fù)合功能材料[19]和納米功能材料[20]等。對SPS制備非晶合金、形狀記憶合金[21] 、金剛石等也作了嘗試,取得了較好的結(jié)果。