【文章內(nèi)容簡介】 酸鹽所等單位也相繼引進(jìn)了日本制造的sps設(shè)備,主要用于納米材料和陶瓷材料的制備。 放電等離子燒結(jié)的定義：放電等離子燒結(jié)（spark plasma sintering， sps）是一種粉末快速固結(jié)的新型技術(shù)。sps利用強(qiáng)電流的脈沖電源來激發(fā)和促進(jìn)材料的固結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)過程。相較于傳統(tǒng)技術(shù)，sps在加工過程中，對各類導(dǎo)體、非導(dǎo)體以及復(fù)合材料的密度值均可調(diào)節(jié)至任意需求值。sps最大程度的縮短了實驗時間及能耗，同時又完美的保持了材料的微納結(jié)構(gòu)。因此自誕生以來，迅速成為了科學(xué)研究、新材料研發(fā)、產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)等多個領(lǐng)域的重要利器。：傳統(tǒng)燒結(jié)技術(shù)，如熱壓法等，都是使用外熱法來對樣品進(jìn)行加熱加工。而與傳統(tǒng)燒結(jié)技術(shù)不同的是，sps技術(shù)則是通過對樣品通入電流來產(chǎn)生內(nèi)熱。相較于外熱加工式的傳統(tǒng)方法需要較長的時間來實現(xiàn)峰值溫度，sps燒結(jié)爐則只需幾分鐘即可達(dá)到熱處理所需的高溫環(huán)境。因此sps燒結(jié)爐極大的提高了實驗效率，并大大減少了實驗?zāi)芎?，同時完美的保持了材料高性能所需的微納結(jié)構(gòu)。 sps高溫?zé)Y(jié)的優(yōu)點：* 全密度覆蓋、孔徑可控* 快速成型且無需粘結(jié)劑* 微納結(jié)構(gòu)完美保持* 低操作成本采用開關(guān)脈沖電流通電加熱加壓的方式，使材料自身放電進(jìn)行加熱燒結(jié)，電脈沖作用于粉末粒子層面，可顯著提高對材料的燒結(jié)活動，具有升溫快、燒結(jié)時間短、密度高、降低晶粒長大、高效節(jié)能、燒結(jié)體品味高，設(shè)備采用現(xiàn)代電源制作技術(shù)、占地面積小。應(yīng)用廣泛：金屬、陶瓷、納米材料、非晶材料、復(fù)合材料、功能梯度材料等的快速、高品位燒結(jié)。操作簡單，安全：設(shè)備可在真空下工作，具有斷電、斷水、欠壓、超溫報警和電器互鎖功能。放電等離子燒結(jié)（sps）是一種低溫、短時的快速燒結(jié)法，可用來制備金屬、陶瓷、納米材料、非晶材料、復(fù)合材料、梯度材料等。sps的推廣應(yīng)用將在新材料的研究和生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。高熵合金是20xx年由葉均蔚提出的一種新的合金設(shè)計方法，在過去的10多年里，被廣泛的研究，取得了相當(dāng)多的研究成果。高熵合金由多種含量相近的主元混合而成，由于主元數(shù)增多，混合熵增加，混產(chǎn)生獨特的高熵效應(yīng)，并抑制金屬間化合物和其他有序相的生成。高熵合金的強(qiáng)化機(jī)制以固溶強(qiáng)化為主部分高熵合金還存在第二相彌散強(qiáng)化。高熵合金的制備方法主要是真空電弧熔煉，還有很多新的制備方法有待探究。高熵合金的全稱是多主元高混亂度合金，它至少由5種(一般不會超過13 種)主要元素(金屬或金屬與非金屬)組成，每種主要元素的原子分?jǐn)?shù)要大于 5%且不能超過35%。因此這種合金的性能取決于這些主要元素所組成的基體性能。之所以稱之為高熵合金是因為該種合金具有較高的熵。在熱力學(xué)中，熵代表一個系統(tǒng)混亂度。系統(tǒng)越混亂。熵值也越大?？赏ㄟ^熵值的變化來判斷物質(zhì)間的反應(yīng)能否發(fā)生。若反應(yīng)能使熵值增大，則反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。忽略一些對系統(tǒng)熵值影響較小的因素。高熵合金混合熵的計算以原子排列產(chǎn)生的混合熵為主。已經(jīng)報道的典型合金有：葉均蔚等發(fā)現(xiàn)的以cocrcufeni為代表的面心立方固溶體結(jié)構(gòu)的合金；張勇等發(fā)現(xiàn)的以alcocrfeni為代表的體心立方固溶體結(jié)構(gòu)的合金。目前，根據(jù)研究高熵合金性質(zhì)和特點總結(jié)所謂的高熵合金4大效應(yīng)。當(dāng)合金由兩種元素等原子比混合時其合金熔體的混合熵為0．69r，而由五種元素組成的等原子比合金熔體的混合熵已經(jīng)可以達(dá)到1．61r，而一般金屬合金的熔化熵為1r左右?？梢钥闯?，高熵合金的混合熵要明顯高于傳統(tǒng)金屬合金。同時從圖中也可以看出，當(dāng)?shù)仍颖群辖鹑垠w的混合熵隨合金組元數(shù)的增加而增加，但是當(dāng)組元數(shù)超過13以后，其合金熔體的混合熵增長的幅度將趨于平緩。 結(jié)構(gòu)上的晶格畸變效應(yīng)高熵合金存在著嚴(yán)重的晶格畸變，嚴(yán)重的晶格畸變必然會影響到材料的力學(xué)，熱學(xué)，電學(xué)等一系列性能。如高熱阻，高電阻效應(yīng)。 動力學(xué)上的遲滯擴(kuò)散效應(yīng)相變?nèi)Q于原子擴(kuò)散，它需要組元之間的協(xié)同擴(kuò)散才能達(dá)到不同相的平衡分離。這種必要的協(xié)同擴(kuò)散，以及阻礙原子運動的晶格畸變，都會限制高熵合金中的有效擴(kuò)散速率。在高熵合金的鑄造過程中，冷卻時的相分離在高溫區(qū)間通常被抑制從而延遲到低溫區(qū)間。 性能上的“雞尾酒”效應(yīng)高熵合金的“雞尾酒”效應(yīng)是指其多種元素的本生特性和他們之間相互作用使高熵合金呈現(xiàn)一種復(fù)雜效應(yīng)。這種“雞尾酒”效應(yīng)是一位印度科學(xué)家首先提出的。舉例來說，如果使用較多輕元素，合金的總體密度將會減?。蝗绻褂幂^多的抗氧化元素，如鋁或硅。強(qiáng)化機(jī)制高熵合金的主要強(qiáng)化機(jī)制為固溶強(qiáng)化：高熵合金一般會形成簡單結(jié)構(gòu)的固溶體，大量不同種類的原子相互固溶，會導(dǎo)致嚴(yán)重的晶格畸變，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化效應(yīng)。根據(jù)熱處理條件的不同，高熵合金在冷卻或退火過程中，還可能生成一定量的金屬間結(jié)構(gòu)相，納米相，非晶相等，這些第二相一般尺寸很小，并且彌散分布，可以產(chǎn)生第二相彌散強(qiáng)化作用高強(qiáng)度和高硬度：大量固溶原子產(chǎn)生晶格畸變，阻礙位錯運動，使得高熵合金具有很高的硬度和強(qiáng)度。例如葉均蔚在20xx年制備的alcrfeconicu高熵合金其硬度就可達(dá)500hv，同時抗拉強(qiáng)度高達(dá)1200mpa；而利用激光熔覆法制備的tivcralsi高熵合金涂層其硬度高達(dá)800hv，同時具有良好的耐蝕性能。高耐磨性：高熵合金的一系列強(qiáng)化效應(yīng)使其具有較好的耐磨性能，合金元素的加入還可以改變其磨損機(jī)制（如al元素增加，使分層磨損轉(zhuǎn)化為氧化磨損，摩擦系數(shù)降低）。其在磨具刀具方面有較多的應(yīng)用。高熱穩(wěn)定性：高熵合金和非晶合金的一個很大的不同就是，高熵合金是一個熱力學(xué)穩(wěn)定的狀態(tài)。同時，由于多種原子形成混亂的固溶體，擴(kuò)散激活能很高，可以嚴(yán)重的阻礙擴(kuò)散過程，因此當(dāng)加熱時，高熵合金能夠保持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性耐腐蝕性：高熵合金含有大量的cr、co 等元素，使其具有很強(qiáng)的耐蝕性能。同時，高熵合金枝晶間存在著大量納米相和非晶，使得枝晶間的耐蝕性有所改善。（1) 傳統(tǒng)的高速鋼在獲得高硬度的同時容易失去塑韌性，因此作為刀具時往往出現(xiàn)折斷。(2) 高熵合金能夠同時具備多種優(yōu)異性能，而普通鋼很難做到這一點，因此高熵合金可用于制造對材料要求較高的工具、模具?，F(xiàn)在，在生產(chǎn)塑料模和擠壓模的過程中，普通模具鋼正在被高熵合金慢慢替代。(3) 由其性能的介紹易知高熵合金具有很好的耐高溫性能和較高的抗壓強(qiáng)度，可用作焊接材料及高溫爐材料，也可用作超高大樓的耐火骨架、微電機(jī)材料。(4) 優(yōu)異的耐蝕性可使高熵合金在易產(chǎn)生腐蝕的環(huán)境下工作，例如可應(yīng)用到化學(xué)工廠、航海船舶的建設(shè)及生產(chǎn)中。在兼顧高硬度、高耐磨性的同時高熵合金還具有較低的彈性模量。使高熵合金非常適合制作高爾夫球頭打擊面、鋼管及輥壓筒的硬面。如果用噴涂濺渡或鑄造包套法等類似的成型方法。 就可制作很多構(gòu)件的硬面。(5) 軟磁性及高電阻率也是高熵合金的特點之一，因此高熵合金在高頻通訊器件方面有很大的應(yīng)用潛力。 同時也可替代其他材料用以制作高頻變壓器、磁光碟和高頻軟磁薄膜等。充實的實習(xí)結(jié)束了，通過本次學(xué)習(xí)，鞏固擴(kuò)大和加深我從課堂上所學(xué)的理論知識，也讓我們更進(jìn)一步實地了解到所學(xué)專業(yè)在實際中的應(yīng)用。平凡的汗水，鑄就了輝煌時間。過得真快，在這段時間里，我學(xué)到了很多在教室里學(xué)不到的東西，也認(rèn)識到了自己很多不足，感覺受益匪淺。我堅信通過這一段時間的實習(xí)，從中獲得的實踐經(jīng)驗使我終身受益并會在我畢業(yè)后的實際工作和學(xué)習(xí)中不斷地得到印證。我會持續(xù)地理解和體會實習(xí)中所學(xué)到的知識，期望在未來的工作中把學(xué)到的理