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梯度功能材料的材料合成-粉末冶金法

来源:https://www.xiutupi.com 发布时间:2021-10-06热度:

粉末冶金法

粉末治金法是首先将原料粉末按预先设计的成分变化规律以梯度分布方式层积排列,再通过成型工艺压制成梯度预制坯,最后通过致密化工艺使其生成梯度功能材料。
粉末冶金法具有设备简单、可靠性高、生产工艺灵活多样等特点。
该工艺包括粉末堆积、湿粉喷涂、注浆成型、离心成型等技术。

(1)粉末堆积法。
粉末堆积法是采用粉末铺层技术将原料粉末按所需成分在压膜内逐层填充、沉淀而形成梯度。
该法工艺简单,易于生产,但制备的梯度功能材料的组分分布不连续,里阶梯式变化,积层数目受到限制(实验条件下可达到10层),积层厚度通常小于1mm,积层面积小于loo cm2,且生产效率较低,只适用于实验条件下对梯度功能材料的系统研究。

(2)湿粉喷涂法。
湿粉喷涂法在原料粉末中加入分散剂,搅拌成悬浮液,然后用压缩空气喷射系统将粉末悬浮液喷射到基体上,引入混料系统用于控制粉末悬浮液的流速,通过控制⑩x—Y②平台的移动方式可以在基体上得到成分连续变化的沉淀层。
此工艺的优点是可以得到成分连续变化的粉末积层,控制精度高,粉末积层的最小厚度小于50 Pm。
德国已经利用此工艺制备出空隙尺寸呈梯度变化的微孔过滤器。

(3)注浆成型法。
注浆成型法是将粉末分散在水或有机液体中制成相对稳定的悬浮液,将此悬浮液注入一定形状的有空膜腔中,通过模具的吸水作用使悬浮液固化,干燥后热压烧结即可得到FGM。
通过动态控制注入模具内的粉浆配比可得到成分连续变化的试件。
该工艺非常适用于梯度材料的批量生产。

(4)离心成型法。
离心成型法是将原料粉末快速注入高速旋转的预制模块中,通过离心作用使粉末沉,通过离心作用使粉末沉积在模具壁上,通过动态控制粉末混合比获得连续的成分梯度,然后注入石蜡或聚乙烯醇使离心沉积层定型,再进行切割、压制、烧结。
东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室用该方法制备出了无宏观界面的A120:/Ni梯度功能材料,并对料浆调制、成型工艺和烧结过程对梯度功能材料组织及性能的影响进行了系统研究。

梯度功能材料的材料合成-粉末冶金法第1张图

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