【正文】 料。另外，還已發(fā)現(xiàn)晶粒隨SPS燒結(jié)溫度變化比較緩慢[7]，因此SPS制備納米材料的機理和對晶粒長大的影響還需要做進一步的研究。 非晶合金的制備在非晶合金的制備中，要選擇合金成分以保證合金具有極低的非晶形成臨界冷卻速度，從而獲得極高的非晶形成能力。在制備工藝方面主要有金屬澆鑄法和水淬法，其關鍵是快速冷卻和控制非均勻形核。由于制備非晶合金粉末的技術(shù)相對成熟，因此多年來，采用非晶粉末在低于其晶化溫度下進行溫擠壓、溫軋、沖擊（爆炸）固化和等靜壓燒結(jié)等方法來制備大塊非晶合金，但存在不少技術(shù)難題，如非晶粉末的硬度總高于靜態(tài)粉末，因而壓制性能欠佳，其綜合性能與旋淬法制備的非晶薄帶相近，難以作為高強度結(jié)構(gòu)材料使用[39]。可見用普通粉末冶金法制備大塊非晶材料存在不少技術(shù)難題。SPS作為新一代燒結(jié)技術(shù)有望在這方面取得進展，文獻[40]中利用SPS燒結(jié)由機械合金化制取的非晶Al基粉末得到了塊狀圓片試樣（10mm2mm），磁非晶合金是在375MPa下503K時保溫20min制備的，含有非晶相和結(jié)晶相以及殘余的Sn相。其非晶相的結(jié)晶溫度是533K。文獻[41]中用脈沖電流在423K和500MPa下制備了Mg80Ni10Y5B5塊狀非晶合金，經(jīng)分析其中主要是非晶相。非晶Mg合金比A291D合金和純鎂有較高的腐蝕電位和較低的腐蝕電流密度，非晶化改善了鎂合金的抗腐蝕抗力。從實踐來看，可以采用SPS燒結(jié)法制備塊狀非晶合金。因此利用先進的SPS技術(shù)進行大塊非晶合金的制備研究很有必要。6總結(jié)與展望放電等離子燒結(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、復合材料、梯度材料等。SPS的推廣應用將在新材料的研究和生產(chǎn)領域中發(fā)揮重要作用。SPS的基礎理論目前尚不完全清楚，需要進行大量實踐與理論研究來完善，SPS需要增加設備的多功能性和脈沖電流的容量，以便做尺寸更大的產(chǎn)品；特別需要發(fā)展全自動化的SPS生產(chǎn)系統(tǒng)，以滿足復雜形狀、高性能的產(chǎn)品和三維梯度功能材料的生產(chǎn)需要[42]。對實際生產(chǎn)來說，需要發(fā)展適合SPS技術(shù)的粉末材料，也需要研制比目前使用的模具材料（石墨）強度更高、重復使用率更好的新型模具材料，以提高模具的承載能力和降低模具費用。在工藝方面，需要建立模具溫度和工件實際溫度的溫差關系，以便更好的控制產(chǎn)品質(zhì)量。在SPS產(chǎn)品的性能測試方面，需要建立與之相適應的標準和方法。三 主要特點粉末冶金具有獨特的化學組成和機械、物理性能，而這些性能是用傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的。運用粉末冶金技術(shù)可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導桿、刀具等，是一種少無切削工藝。（1）粉末冶金技術(shù)可以最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織。在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導材料、新型金屬材料（如AlLi合金、耐熱Al合金、超合金、粉末耐蝕不銹鋼、粉末高速鋼、金屬間化合物高溫結(jié)構(gòu)材料等）具有重要的作用。（2）可以制備非晶、微晶、準晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異的電學、磁學、光學和力學性能。（3）可以容易地實現(xiàn)多種類型的復合，充分發(fā)揮各組元材料各自的特性，是一種低成本生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷復合材料的工藝技術(shù)。（4）可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。（5）可以實現(xiàn)近凈形成形和自動化批量生產(chǎn)，從而，可以有效地降低生產(chǎn)的資源和能源消耗。（6）可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。我們常見的機加工刀具，五金磨具，很多就是粉末冶金技術(shù)制造的。四 應用分類（1）應用：（汽車、摩托車、紡織機械、工業(yè)縫紉機、電動工具、五金工具。）各種粉末冶金（鐵銅基）零件。[1]（2）分類：粉末冶金多孔材料、粉末冶金減摩材料、粉末冶金摩擦材料、粉末冶金結(jié)構(gòu)零件、粉末冶金工模具材料、和粉末冶金電磁材料和粉末冶金高溫材料等。五生產(chǎn)過程（1）生產(chǎn)粉末。粉末的生產(chǎn)過程包括粉末的制取、粉料的混合等步驟。為改善粉末的成型性和可塑性通常加入機油、橡膠或石蠟等增塑劑。（2）壓制成型。粉末在15600MPa壓力下，壓成所需形狀。[2]（3）燒結(jié)。在保護氣氛的高溫爐或真空爐中進行。燒結(jié)不同于金屬熔化，燒結(jié)時至少有一種元素仍處于固態(tài)。燒結(jié)過程中粉末顆粒間通過擴散、再結(jié)晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化學過程，成為具有一定孔隙度的冶金產(chǎn)品。（4）后處理。一般情況下，燒結(jié)好的制件可直接使用。但對于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件還要進行燒結(jié)后處理。后處理包括精壓、滾壓、擠壓、淬火、表面淬火、浸油、及熔滲等。六工藝性能等靜壓成型粉末冶金金屬噴射成型粉末冶金粉末鍛造粉末冶金壓力燒結(jié)粉末冶金粉末性能(property of powder)粉末所有性能的總稱。它包括：粉末的幾何性能(粒度、比表面、孔徑和形狀等)；粉末的化學性能(化學成分、純度、氧含量和酸不溶物等)；粉體的力學特性(松裝密度、流動性、成形性、壓縮性、堆積角和剪切角等)；粉末的物理性能和表面特性(真密度、光澤、吸波性、表面活性、ze%26mdash。ta(%26ccedil。)電位和磁性等)。粉末性能往往在很大程度上決定了粉末冶金產(chǎn)品的性能。幾何性能最基本的是粉末的粒度和形狀。(1)粒度。它影響粉末的加工成形、燒結(jié)時收縮和產(chǎn)品的最終性能。某些粉末冶金制品的性能幾乎和粒度直接相關，例如，過濾材料的過濾精度在經(jīng)驗上可由原始粉末顆粒的平均粒度除以10求得；硬質(zhì)合金產(chǎn)品的性能與wc相的晶粒有很大關系，要得到較細晶粒度的硬質(zhì)合金，惟有采用較細粒度的wc原料才有可能。生產(chǎn)實踐中使用的粉末，其粒度范圍從幾百個納米到幾百個微米。粒度越小，活性越大，表面就越容易氧化和吸水。當小到幾百個納米時，粉末的儲存和輸運很不容易，而且當小到一定程度時量子效應開始起作用，其物理性能會發(fā)生巨大變化，如鐵磁性粉會變成超順磁性粉，熔點也隨著粒度減小而降低。(2)粉末的顆粒形狀。它取決于制粉方法，如電解法制得的粉末，顆粒呈樹枝狀；還原法制得的鐵粉顆粒呈海綿片狀；氣體霧化法制得的基本上是球狀粉。此外，有些粉末呈卵狀、盤狀、針狀、洋蔥頭狀等。粉末顆粒的形狀會影響到粉末的流動性和松裝密度，由于顆粒間機械嚙合，不規(guī)則粉的壓坯強度也大，特別是樹枝狀粉其壓制坯強度最大。但對于多孔材料，采用球狀粉最好。力學特性粉末的力學性能即粉末的工藝性能，它是粉末冶金成形工藝中的重要工藝參數(shù)。粉末的松裝密度是壓制時用容積法稱量的依據(jù)；粉末的流動性決定著粉末對壓模的充填速度和壓機的生產(chǎn)能力；粉末的壓縮性決定壓制過程的難易和施加壓力的高低；而粉末的成形性則決定坯的強度?；瘜W性能主要取決于原材料的化學純度及制粉方法。較高的氧含量會降低壓制性能、壓坯強度和燒結(jié)制品的力學性能，因此粉末冶金大部分技術(shù)條件中對此都有一定規(guī)定。例如，%～%，這相當于氧化物含量為1%～10%。參考文獻：【1】粉末冶金新技術(shù)與新裝備劉文勝 馬運柱...礦冶工程 2007 5 【2】現(xiàn)代粉末冶金材料和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀（一）黃伯云 易健宏 上海金屬 2007 3 【3】現(xiàn)代粉末冶金材料和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀（二）黃伯云 易健宏 上海金屬 2007 4 【4】鈦及鈦合金的粉末冶金新技術(shù)周洪強 陳志強 材料導報：網(wǎng)絡版 2006 1 【5】世界粉末冶金的發(fā)展現(xiàn)狀 劉詠 黃伯云 中國有色金屬2006 1 【6】粉末冶金多孔材料性能研究孫紀國 王浩...導彈與航天運載技術(shù) 2006 4 【7】粉末冶金文摘亓家鐘（摘擇）粉末冶金技術(shù) 2006 2 【8】German R Inject ion Molding [ M].MPIF: Princeton,~ 95.【9】Capus J, Pickering S, Weaver offers higher density atlower cost [ J].Metal Powder Report, 1994, 49(78): 22~ 24.【10】 Rutz H G, Hanejko F density processing of high performance ferrous mat erials [ J ].The Internat ional of PowderMetallurgy, 1995, 31(1): 9~ 17.第四篇：粉末冶金技術(shù)簡介姓名：張丹學號：11309010 指導老師：張自強粉末冶金的技術(shù)簡介摘要：本文對近幾十年以來發(fā)展的粉末冶金過程中應用到的各種技術(shù)，包括制粉技術(shù)、成形技術(shù)和燒結(jié)技術(shù)作了一個簡單的介紹。并介紹了粉末冶金的特點、粉末冶金材料以及在各行業(yè)的應用。關鍵字：粉末冶金 制粉技術(shù)粉末成形技術(shù) 引言粉末冶金是一門古老又現(xiàn)代的材料制備技術(shù)。古代煉塊技術(shù)和陶瓷制備技術(shù)都是粉末冶金技術(shù)的雛形。18至19世紀歐洲采用粉末冶金法制鉑，是古老粉末冶金技術(shù)的復興和近代粉末冶金技術(shù)的開端。現(xiàn)代最早出現(xiàn)粉末冶金技術(shù)的國家是美國，其在1870年通過粉末冶金技術(shù)合成了銅鉛軸承，利用其多孔性實現(xiàn)了軸承的自潤滑。20世紀起，粉末冶金進入了高速發(fā)展的時期。至今，粉末冶金已成為新材料科學和技術(shù)中最具有發(fā)展活力的領域之一。隨著全球工業(yè)化的蓬勃發(fā)展，粉末冶金行業(yè)發(fā)展迅速，粉末冶金技術(shù)已被廣泛應用于交通、機械、電子、航天、航空等領域[1]。粉末冶金的特點粉末冶金是指把制取的金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末的混合物作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，經(jīng)過必要的后處理得到金屬材料、復合材料和各種類型制品的工藝技術(shù)。后處理包括精壓、滾壓、擠壓、淬火、表面淬火、浸油和熔滲等。粉末工藝的主要過程包括：制粉→原材料的混合→成形→燒結(jié)→后處理。粉末冶金制品的主要特征之一是多孔，制得的粉末冶金制品多是半致密或致密的。利用多孔性可以在制品內(nèi)加入潤滑介質(zhì)，形成微型自潤滑系統(tǒng)，減輕零件磨損程度，提高其使用壽命；利用多孔性在制品內(nèi)部加入催化劑，可以提高物質(zhì)的接觸面積，提高反應速度和催化效果；也可以利用多孔性制成多樣過濾層。此外，多孔性還有利于減輕產(chǎn)品的重量[2]。然而制品的孔隙，不僅能影響制品的物理、化學、力學和工藝性能，還會對精密成形造成一定難度。所以，現(xiàn)在有很多生產(chǎn)高致密、高性能的粉末冶金制品的技術(shù)被研究了出來。粉末冶金還具有其他特點。如：粉末冶金技術(shù)可以最大限度地減少合金成分偏距，消除粗大、不均勻的鑄造組織；可以制備非晶、微晶、準晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異的電學、磁學、光學和力學性能；可以實現(xiàn)多種類型的復合，發(fā)揮各種材料的特性；可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料、多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷材料[3]。除此之外，粉末冶金還具有加工工藝流程短而簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好，精度高，原材料利用率高，加工 1 / 6姓名：張丹學號：11309010 指導老師：張自強效率高，節(jié)能節(jié)時等優(yōu)點。粉末冶金的工藝技術(shù) 粉末冶金材料是用粉末冶金工藝將金屬粉末與非金屬粉末混合，經(jīng)成形、燒結(jié)后制得多孔、半致密或全致密的材料[4]。粉末冶金材料主要可以分為傳統(tǒng)的粉末冶金材料和現(xiàn)代先進粉末冶金材料[5]。1)傳統(tǒng)粉末冶金材料① 鐵基粉末冶金材料：作為重要的粉末冶金材料，被廣泛的應用于汽車行業(yè)。此外，還廣泛應用于家用電器、電動工具、農(nóng)業(yè)機械、文體休閑器材。② 銅基粉末材料：主要有燒結(jié)青銅（錫青銅和鋁青銅）、燒結(jié)黃銅、燒結(jié)鎳銀和燒結(jié)銅鎳合金和彌散強化銅、時效強化銅合金以及減震銅合金。主要應用于含油軸承，此外，還在摩擦材料、電刷、過濾器、機械結(jié)構(gòu)零件、電工零件等有應用。③ 硬質(zhì)合金材料：主要由一種或者多種難溶金屬經(jīng)過碳化形成的一種硬質(zhì)材料。這種材料是通過金屬粘結(jié)劑進行粘結(jié)，然后經(jīng)過粉末冶金技術(shù)進行制作。主要應用于切削領域。④ 難溶金屬材料：這種材料主要有難溶的金屬構(gòu)成，其熔點高、強度和硬度也相對較高。該材料主要用于航空航天、國防、能源和核研究領域。⑤ 電工材料：這種材料主要用于電氣和儀表領域，如電阻器件、電力管等。⑥ 摩擦材料:這種材料是依靠摩擦力來實現(xiàn)制動和傳動功能的部件材料，主要應用在摩擦離合器和摩擦制動器中。⑦ 減摩材料：這種材料具有低的摩擦系數(shù)和好的耐磨性，具有好的自潤滑性能，主要應用于動力機械、汽車、拖拉機、飛機等領域。2)現(xiàn)代粉末冶金材料① 軟磁材料：可分為金屬軟磁材料和鐵氧體軟磁材料。后者比前者出現(xiàn)的早，其特點是只能通過粉末冶金的方法獲得。這種材料具有較高的導磁率和較強的飽和磁化強度，被各個磁行業(yè)廣泛應用。② 能源材料：指在發(fā)展過程中，能促進新能源建立和發(fā)展的材料。主要發(fā)展方向是電池、氫能和太陽能。主要應用于能源開發(fā)領域。如采用粉末冶金技術(shù)制作鋰電池正負極材料、儲氫合金、燃料電池的陽極材料、太陽能光電、光熱材料、風能中的機械制動材料、核結(jié)構(gòu) 2 / 6姓名：張丹學號：11309010 指導老師：張自強材料等[6]。③ 生物材料：這種方法主要應用于醫(yī)學領域，應用鈦合金被多次研究，諸如李元元等用粉末冶金法合成高強低模超細晶醫(yī)用鈦合金[7]。制粉按其過程實質(zhì)分為兩類：機械法和物理法。機械法是將原材料粉碎，但是其化學成分基本不發(fā)生變化；物理法是借助化學的或物理的作用，改變原料的化學成分或聚集狀態(tài)而獲得粉末。1)機械法主要有機械粉碎法和霧化法。①機械粉碎法主要的方法是球磨法。它是將金屬、金屬化合物及合金放入球磨機內(nèi)，在碾磨球強烈的攪動下，受到?jīng)_擊力、碾磨力、剪切力和壓力的不斷作用，使之發(fā)生變形、破碎和冷焊接的一種粉末制造技術(shù)。現(xiàn)在應用較廣的機械合金化技術(shù)中采用了高能球磨技術(shù)，其特點是能制造出超細材料。在球磨過程中，金屬和非金屬混合物會發(fā)生嚴重的晶格畸變，得到高密度的缺陷和納米級的精細結(jié)構(gòu)。目前，高能球磨法被廣泛應用于合金、磁性材料、超導材料、金屬間化合物、過飽和固溶體材料以及非晶、準晶納米晶等亞穩(wěn)態(tài)材料的制備[8]。② 霧化法。快速凝固霧化制粉技術(shù)是直接擊碎液體金