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近年来有哪些烧结工艺新技术?

发布日期:2019-09-10   来源:矿道网   投稿者:孙纲   浏览次数:1951

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 烧结是指把粉状物料转变为致密体的工艺过程,可以用来生产陶瓷、粉末冶金、耐火材料、超高温材料等。粉体经过成型后,通过烧结得到的致密体是一种多晶材料,其显微结构由晶体、玻璃体和气孔组成。烧结过程直接影响显微结构中的晶粒尺寸、气孔尺寸及晶界形状和分布,进而影响材料的性能。近年来,烧结技术取得了突破性,出现了以下几种新型生产技术:

近年来有哪些烧结工艺新技术?

烧结过程各层反应示意

1、微波烧结技术

微波烧结是一种材料烧结工艺的新方法,它具有升温速度快、能源利用率高、加热效率高和安全卫生无污染等特点,并能提高产品的均匀性和成品率,改善被烧结材料的微观结构和性能,已经成为材料烧结领域里新的研究热点。

利用微波的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量,通过材料的介质损耗使材料整体加热至烧结温虔而实现致密化的方法,是近年来迅速发展起来的一种加热烧结新技术,其具有烧结 温虔低、烧结周期短、能量损耗低、环境友好等特点。

当前有关微波烧结的研究主要集中在微观机理、烧结工艺及其在陶瓷材料和金属材料中的应用方面。在采用微波烧结技术制备金属材料的研究中,主要包括硬质合金、铁基高密虔合金及难熔金属材料的制备;在陶瓷微波烧结中,微波所产生的电场会使得带电粒子出现规律性的发散,使得陶瓷材质内部的电场密虔加强,从而极大地提高了烧结的质量。

2、放电等离子烧结技术

放电等离子烧结工艺是将金属等粉末装入石墨等材质制成的模具内,利用上、下模冲及通电电极将特定烧结电源和压制压力施加于烧结粉末,经放电活化、热塑变形和冷却完成制取高性能材料的一种新的粉末冶金烧结技术。

该技术的独特先进性在于不需要任何添加剂和粘结剂,也无霓预先成形,是集粉末成形和烧结于一体的新技术,目前已被应用于梯虔材料、综合性能优异的稀土永磁Nd-Fe-B材料、原位合成的WC±矢体材料、热电能源转换材料(COSb3系列)、超细或纳米晶WC~Co硬质合金等其他新型材料的研究。

3、自蔓延高温合成技术

自蔓延高温合成技术是利用原料间的化学反应热来进行化合物粉的合成,当反应物一旦被引燃,便会自动向尚未反应的区域传播,直至反应完全,是制备无机化合物高温材料的一种新方法。也可用于烧结、焊接、涂层。

其特点是燃烧引发的反应或燃烧波的蔓延相当快,一般为0.120.0cm/s,最高可达25.0cm/s,燃烧波的温度或反应温度通常都在21003500K以上,最高可达5000KSHS以自蔓延方式实现粉末间的反应,与制备材料的传统工艺比较,工序减少,流程缩短,工艺简单,一经引燃启动过程后就不需要对其进一步提供任何能量。由于燃烧波通过试样时产生的高温,可将易挥发杂质排除,使产品纯度高。同时燃烧过程中有较大的热梯度和较快的冷凝速度,有可能形成复杂相,易于从一些原料直接转变为另一种产品。并且可能实现过程的机械化和自动化。另外还可能用一种较便宜的原料生产另一种高附加值的产品,成本低,经济效益好。

此外,还有一系列新的烧结技术大量涌现并得以应用,如电场活化烧结技术、金属粉末选择性激光烧结技术、热振荡活化烧结技术等,均已得到很好的发展和应用。

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