粉末冶金包括制粉和制品。其中制粉主要是冶金过程,和字面吻合。而粉末冶金制品则常远远超出材料和冶金的范畴,往往是跨多学科(材料和冶金,机械和力学等)的技术。日本获得了SPS技术的专利,但当时未能解决该技术存在的生产效率低等问题,因此SPS技术没有得到推广应用。尤其现代金属粉末3D打印[1-2] ,集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,使得粉末冶金制品技术成为跨更多学科的现代综合技术。
金属粉末冶金技术的特点和作用:粉末冶金技术可以极大限度地减少合金成分偏聚,消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用。主要产品粉末冶金研究先进设备-放电等离子烧结系统(SPS)随着高新技术产业的发展,新型材料特别是新型功能材料的种类和需求量不断增加,材料新的功能呼唤新的制备技术。
(1)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列非平衡材料,这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。
(2)可以容易地实现多种类型的复合,充分发挥各组元材料各自的特性,是一种低成本生产金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。
(3)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品,
SPS在材料制备中的应用
目前在国外,尤其是日本开展了较多用SPS制备新材料的研究,部分产品已投入生产。SPS可加工的材料种类如表1所示。除了制备材料外,SPS还可进行材料连接,如连接MoSi2与石磨[14],ZrO2/Cermet/Ni等[15]。
近几年,国内外用SPS制备新材料的研究主要集中在:陶瓷、金属陶瓷、金属间化合物,复合材料和功能材料等方面。其中研究多的是功能材料,他包括热电材料[16] 、磁性材料[17] 、功能梯度材料[18] 、复合功能材料[19]和纳米功能材料[20]等。SPS作为新一代烧结技术有望在这方面取得进展,文献[40]中利用SPS烧结由机械合金化制取的非晶Al基粉末得到了块状圆片试样(10mm×2mm),磁非晶合金是在375MPa下503K时保温20min制备的,含有非晶相和结晶相以及残余的Sn相。对SPS制备非晶合金、形状记忆合金[21] 、金刚石等也作了尝试,取得了较好的结果。
以上信息由专业从事粉末冶金成型技术的山东金聚粉末冶金于2024/7/16 6:53:33发布
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