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梯度結構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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梯度結構材料的制備方法很多，硬質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，通過固結成形和高溫致密化，實現(xiàn)粉末顆粒之間的冶金結合和消除空隙，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)梯度結構。粉末冶金構造法制備梯度結構材料的關鍵是燒結工藝的控制。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。粉末致密化的驅動力通常用燒結應力來表示，實際上是粉末顆粒表面能的降低和物質在高溫下的擴散和流動共同作用的結果。 燒結應力是指使燒結體在燒結過程中沿某一軸向收縮剛好停止時必需的作用力，數(shù)值上恰好等于燒結體自身產生的收縮力。燒結應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、本征拉普拉斯應力及有液相存在時表面張力作用下的附加力。燒結應力與溫度關系密切，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技術，每一梯度的收縮不一直，可能會導致層之間開裂或者變形。為了克服這種缺陷，目前已發(fā)展溫度梯度燒結技術，不同的燒結溫度呈梯度分布，從而使得外縮系數(shù)接近。采用新型的燒結技術，能夠順利實現(xiàn)梯度結構材料的整體致密化。其主要方式有放電等離子燒結(SPS)，微波燒結和激光快速成形。 梯度結構材料的構造方法中以粉末冶金法最為主要，由于粉末冶金技術的優(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，硬質合金工業(yè)中尤為突出。 本文由株洲三鑫硬質合金生產有限公司http://www.allykey.com發(fā)表，如需轉載請注明出處！ |
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