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粉末冶金技術的應用領域
(1)可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結構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、結構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,是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術。
我們常見的機加工刀具,五金磨具,很多就是粉末冶金技術制造的。
粉末冶金技術
1、粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是制得一定形狀和尺寸的壓坯,并使其具有一定的密度和強度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應用多的是模壓成型。此外還可使用3D打印技術進行胚塊的制作。
2、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結使其得到所要求的終物理機械性能。燒結又分為單元系燒結和多元系燒結。
等離子體溫度4000~10999℃,其氣態(tài)分子和原子處在高度活化狀態(tài),而且等離子氣體內(nèi)離子化程度很高,這些性質(zhì)使得等離子體成為一種非常重要的材料制備和加工技術。
等離子體加工技術已得到較多的應用,例如等離子體CVD、低溫等離子體PBD以及等離子體和離子束刻蝕等。目前等離子體多用于氧化物涂層、等離子刻蝕方面,在制備高純碳化物和氮化物粉體上也有一定應用。粉末冶金的應用領域粉末冶金相關企業(yè)主要是適用于汽車行業(yè)、裝備制造業(yè)、金屬行業(yè)、航空航天、軍事工業(yè)、儀器儀表、五金工具、電子家電等領域的零配件生產(chǎn)和研究,相關原料、輔料生產(chǎn),各類粉末制備設備、燒結設備制造。而等離子體的另一個很有潛力的應用領域是在陶瓷材料的燒結方面[1]。
產(chǎn)成等離子體的方法包括加熱、放電和光激勵等。放電產(chǎn)生的等離子體包括直流放電、射頻放電和微波放電等離子體。SPS利用的是直流放電等離子體。
鐵電材料
用SPS燒結鐵電陶瓷PbTiO3時,在900~1000℃下燒結1~3min,燒結后平均顆粒尺寸<1μm,相對密度超過98%。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制備鐵電材料Bi4Ti3O12陶瓷時,在燒結體晶粒伸長和粗化的同時,陶瓷迅速致密化。用SPS容易得到晶粒取向度好的試樣,可觀察到晶粒擇優(yōu)取向的Bi4Ti3O12陶瓷的電性能有強烈的各向異性[32]。
用SPS制備鐵電Li置換IIVI半導體ZnO陶瓷,使鐵電相變溫度Tc提高到470K,而以前冷壓燒結陶瓷只有330K[34]。