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(guó)外，尤其是日本開(kāi)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(guó)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。利用SPS技術(shù)，由于加熱速度快，燒結(jié)時(shí)間短，可顯著抑制晶粒粗化。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(duì)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。

鐵基粉末冶金納米材料

致密納米材料的制備越來(lái)越受到重視。利用傳統(tǒng)的熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)等方法來(lái)制備納米材料時(shí)，很難保證能同時(shí)達(dá)到納米尺寸的晶粒和完全致密的要求。熱電材料由于熱點(diǎn)轉(zhuǎn)換的高可靠性、無(wú)污染等特點(diǎn)，最近熱電轉(zhuǎn)換器引起了人們的極大興趣，并研究了許多熱電轉(zhuǎn)換材料。利用SPS技術(shù)，由于加熱速度快，燒結(jié)時(shí)間短，可顯著抑制晶粒粗化。例如：用平均粒度為5μm的TiN粉經(jīng)SPS燒結(jié)（1963K，196～382MPa，燒結(jié)5min），可得到平均晶粒65nm的TiN密實(shí)體[3]。文獻(xiàn)[3]中引用有關(guān)實(shí)例說(shuō)明了SPS燒結(jié)中晶粒長(zhǎng)大受到極大限度的抑制，所制得燒結(jié)體無(wú)疏松和明顯的晶粒長(zhǎng)大。

鐵基粉末冶金

國(guó)內(nèi)系統(tǒng)的研究粉末冶金的高校較少。中南大學(xué)粉末冶金研究院（此研究院在國(guó)內(nèi)zhao本碩博）是國(guó)內(nèi)最為的粉末冶金研究機(jī)構(gòu)。若在較低溫度下燒結(jié)，雖能保持良好的磁性能，但粉末卻不能完全壓實(shí)，因此要詳細(xì)研究密度與性能的關(guān)系[35]。中國(guó)粉末冶金學(xué)科奠基人黃伯云曾長(zhǎng)期坐鎮(zhèn)。粉末冶金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和粉末冶金國(guó)家工程檢測(cè)中心也坐落如此。其他比較的有北科大粉末冶金研究所、鋼鐵研究總院、北京有色金屬研究總院、株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司（國(guó)家“一五”重點(diǎn)建設(shè)的156個(gè)項(xiàng)目之一）、四川自貢硬質(zhì)合金有限公司（從株洲分出的）、贛州章源鎢業(yè)、寧波東睦、杭州粉末冶金研究所等單位。如果擴(kuò)大到粉末冶金研究方向，全國(guó)各大高校材料學(xué)院及研究院所都或多或少有涉及。