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粉末冶金制品的應(yīng)用領(lǐng)域
(1)可以制備非晶、微晶、準(zhǔn)晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列非平衡材料,這些材料具有優(yōu)異的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能。
(2)可以容易地實現(xiàn)多種類型的復(fù)合,充分發(fā)揮各組元材料各自的特性,是一種低成本生產(chǎn)金屬基和陶瓷復(fù)合材料的工藝技術(shù)。
(3)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,
國內(nèi)外SPS的發(fā)展與應(yīng)用狀況
1988年日本研制出第yi臺工業(yè)型SPS裝置,并在新材料研究領(lǐng)域內(nèi)推廣使用。1990年以后,日本推出了可用于工業(yè)生產(chǎn)的SPS第三代產(chǎn)品,具有10~100t 的燒結(jié)壓力和脈沖電流5000~8000A。近又研制出壓力達(dá)500t,脈沖電流為25000A的大型SPS裝置。由于SPS技術(shù)具有快速、低溫、gao效率等優(yōu)點,近幾年國外許多大學(xué)和科研機構(gòu)都相繼配備了SPS燒結(jié)系統(tǒng),并利用SPS進(jìn)行新材料的研究和開發(fā)[3]。日本獲得了SPS技術(shù)的專利,但當(dāng)時未能解決該技術(shù)存在的生產(chǎn)效率低等問題,因此SPS技術(shù)沒有得到推廣應(yīng)用。1998年瑞典購進(jìn)SPS燒結(jié)系統(tǒng),對碳化物、氧化物、生物陶瓷等材料進(jìn)行了較多的研究工作[4]。
國內(nèi)近三年也開展了用SPS技術(shù)制備新材料的研究工作[1,3],引進(jìn)了數(shù)臺SPS燒結(jié)系統(tǒng),主要用來燒結(jié)納米材料和陶瓷材料[5~8]。SPS作為一種材料制備的全新技術(shù),已引起了國內(nèi)外的廣泛重視。
粉末冶金制品
在SPS燒結(jié)時,雖然所加壓力較小,但是除了壓力的作用會導(dǎo)致活化能力Q降低外,由于存在放電的作用,也會使晶粒得到活化而使Q值進(jìn)一步減小,從而會促進(jìn)晶粒長大,因此從這方面來說,用SPS燒結(jié)制備納米材料有一定的困難。
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。在文獻(xiàn)[38]中,非晶粉末用SPS燒結(jié)制備出20~30nm的Fe90Zr7B3納米磁性材料。另外,還已發(fā)現(xiàn)晶粒隨SPS燒結(jié)溫度變化比較緩慢[7],因此SPS制備納米材料的機理和對晶粒長大的影響還需要做進(jìn)一步的研究。特點粉末冶金具有獨特的化學(xué)組成和機械、物理性能,而這些性能是用傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的。
根據(jù)中國粉末冶金協(xié)會的統(tǒng)計,以34 家粉末冶金企業(yè)產(chǎn)量為基數(shù),2009/2010/2011 車用粉末冶金的單車用量分別為3.1/3.6/3.76kg/輛,用量增長趨勢明顯,在經(jīng)歷了2012 年短暫的下滑后,2013年又重回3.71kg/輛的水平。產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)認(rèn)為,考慮到車輛節(jié)能、輕量化及產(chǎn)品精度化的訴求,伴隨未來中國粉末冶金生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模做大,技術(shù)加強和依舊強勁的成本優(yōu)勢,車用粉末冶金零件進(jìn)口替代趨勢下的需求增長仍將持續(xù)發(fā)生。呈液態(tài)使金屬與合金或者金屬化合物轉(zhuǎn)變成粉末方法包括:(1)從液態(tài)金屬與合金制取與合金粉末的有霧化法(2)從金屬鹽溶液置換和還原制取金屬合金以及包覆粉末的有置換法、溶液氫還原法。