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梯度結(jié)構(gòu)材料制備之粉末冶金
專欄:公司新聞
發(fā)布日期:2012-12-08
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梯度結(jié)構(gòu)材料的制備方法很多,硬質(zhì)合金的主要制備方法就是粉末冶金。粉末冶金是指以金屬或者陶瓷粉末為原料,通過固結(jié)成形和高溫致密化,實現(xiàn)粉末顆粒之間的冶金結(jié)合和消除空隙,從而制備成具有一定形狀尺寸和強度的快體。相對熔煉方法,粉末冶金方法在成本設(shè)計、組元空間分布和近型成形方面具有顯著的優(yōu)勢。
在高溫下互不相溶的金屬與金屬、金屬于陶瓷、陶瓷于陶瓷顆粒能夠很方面地通過粉末形成混合在一起。在組元的空間分布方面,通過手工或者計算機控制每一層粉末的厚度和原料成分,即可實現(xiàn)梯度結(jié)構(gòu)。粉末冶金構(gòu)造法制備梯度結(jié)構(gòu)材料的關(guān)鍵是燒結(jié)工藝的控制。粉末冶金材料的強度取決于粉末顆粒之間的冶金集合以及空隙的消除,也就是所謂的致密化。粉末致密化的驅(qū)動力通常用燒結(jié)應(yīng)力來表示,實際上是粉末顆粒表面能的降低和物質(zhì)在高溫下的擴散和流動共同作用的結(jié)果。 燒結(jié)應(yīng)力是指使燒結(jié)體在燒結(jié)過程中沿某一軸向收縮剛好停止時必需的作用力,數(shù)值上恰好等于燒結(jié)體自身產(chǎn)生的收縮力。燒結(jié)應(yīng)力一般包括粉末顆粒間的范德華力、靜電力、金屬鍵合力、電子作用力、本征拉普拉斯應(yīng)力及有液相存在時表面張力作用下的附加力。燒結(jié)應(yīng)力與溫度關(guān)系密切,只有在較高溫度下才能使體系以較快的速度發(fā)生致密化。對于不同成分梯度層的致密化,其燒結(jié)溫度有較大的差別。通常的做法是選擇一個比較中間的溫度。此外,由于在同一溫度燒結(jié)技術(shù),每一梯度的收縮不一直,可能會導(dǎo)致層之間開裂或者變形。為了克服這種缺陷,目前已發(fā)展溫度梯度燒結(jié)技術(shù),不同的燒結(jié)溫度呈梯度分布,從而使得外縮系數(shù)接近。采用新型的燒結(jié)技術(shù),能夠順利實現(xiàn)梯度結(jié)構(gòu)材料的整體致密化。其主要方式有放電等離子燒結(jié)(SPS),微波燒結(jié)和激光快速成形。 梯度結(jié)構(gòu)材料的構(gòu)造方法中以粉末冶金法最為主要,由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點,已成為解決新材料問題的鑰匙,在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用,硬質(zhì)合金工業(yè)中尤為突出。 本文由株洲三鑫硬質(zhì)合金生產(chǎn)有限公司http://idwyaeh.cn發(fā)表,如需轉(zhuǎn)載請注明出處! 下一頁:難熔金屬碳化鎢WC
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