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粉末冶金产品的制备方法
(1)首先生产粉末。粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成型性和可塑性通常加入机油、橡胶或石蜡等增塑剂。
(2)其次压制成型。粉末在15-600MPa压力下,压成所需形状。
(3)然后烧结。在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。烧结不同于金属熔化,烧结时至少有一种元素仍处于固态。
SPS的工艺优势生产,产品组织细小均匀,能保持原材料的自然状态,可以得到高致密度的材料,可以烧结梯度材料以及复杂工件[3,11]。粉末冶金的应用领域粉末冶金相关企业主要是适用于汽车行业、装备制造业、金属行业、航空航天、*工业、仪器仪表、五金工具、电子家电等领域的零配件生产和研究,相关原料、辅料生产,各类粉末制备设备、烧结设备制造。与HP和HIP相比,SPS装置操作简单,不需要专门的熟练技术。文献[11]报道,生产一块直径100mm、厚17mm的ZrO2(3Y)/不锈钢梯度材料(FGM)用的总时间是58min,其中升温时间28min、保温时间5min和冷却时间25min。与HP相比,SPS技术的烧结温度可降低100~200℃[13]。
热电材料βFeSi2没有毒性,在空气中有很好的抗yang化性,并且有较高的电导率和热电功率。经文献检索发现,在SPS制备功能材料的研究中,对热电材料的研究较多。热点材料的品质因数越高(Z=α2/kρ,其中Z是品质因数,α为Seebeck系数,k为热导系数,ρ为材料的电阻率),其热电转换效率也越高。试验表明,采用SPS制备的成分梯度的βFeSix(Si含量可变),比βFeSi2的热电性能大为提高[25]。这方面的例子还有Cu/Al2O3/Cu[26],MgFeSi2[27], βZn4Sb3[28],钨硅化物[]29]等。
用于热电制冷的传统半导体材料不仅强度和耐久性差,
粉末冶金成型技术对于实际生产来说,需要发展适合SPS技术的粉末材料,也需要研制比目前使用的模具材料(石墨)强度更高、重复使用率更好的新型模具材料,以提高模具的承载能力和降低模具的费用。
在工艺方面,需要建立模具温度和工件实际温度的温差关系,以便更好的控制产品质量。在SPS产品的性能测试方面,需要建立与之相适应的标准以及方法。
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