粉末冶金技术的优势
1、绝大多数难熔金属和化合物,假合金,多孔材料只能用粉末冶金法制造。
2、由于粉末冶金方法可以压制成终尺寸的紧凑型,并且不需要或不需要后续的机械加工,可以大大节省金属,降低产品成本。粉末冶金制造的产品,金属损失仅为1-5%,而在生产中使用的普通铸造方法,粉末冶金工具配件,金属损失可能会达到80%以上。
3、由于粉末冶金技术在生产过程中材料不熔化,粉末冶金压制成型,不混合由坩埚和脱氧剂引起的杂质,一般在真空和还原气氛中烧结,不怕氧化,也不会发生任何物质污染,因此可以制备高纯度材料。
4、粉末冶金法可以保证材料组成比的精度和均匀性。
5、粉末冶金适用于生产相同形状和数量的产品,特别是齿轮等产品的高加工成本,粉末冶金工艺可大大降低生产成本。
铁电材料
用SPS烧结铁电陶瓷PbTiO3时,在900~1000℃下烧结1~3min,烧结后平均颗粒尺寸<1μm,相对密度超过98%。由于陶瓷中孔洞较少[31],粉末冶金制品,因此在101~106HZ之间介电常数基本不随频率而变化。
用SPS制备铁电材料Bi4Ti3O12陶瓷时,粉末冶金,在烧结体晶粒伸长和粗化的同时,陶瓷迅速致密化。用SPS容易得到晶粒取向度好的试样,可观察到晶粒择优取向的Bi4Ti3O12陶瓷的电性能有强烈的各向异性[32]。
用SPS制备铁电Li置换IIVI半导体ZnO陶瓷,使铁电相变温度Tc提高到470K,而以前冷压烧结陶瓷只有330K[34]。
放电等离子烧结(SPS)是一种低温、短时的快速烧结法,可用来制备金属、陶瓷、纳米材料、非晶材料、复合材料、梯度材料等。SPS的推广应用将在新材料的研究和生产领域中发挥重要作用。
SPS的基础理论目前尚不完全清楚,需要进行大量实践与理论研究来完善,SPS需要增加设备的多功能性和脉冲电流的容量,以便做尺寸更大的产品;特别需要发展全自动化的SPS生产系统,以满足复杂形状、的产品和三维梯度功能材料的生产需要[42]。
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