【正文】 ② 霧化法。在球磨過程中，金屬和非金屬混合物會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的晶格畸變，得到高密度的缺陷和納米級(jí)的精細(xì)結(jié)構(gòu)。它是將金屬、金屬化合物及合金放入球磨機(jī)內(nèi)，在碾磨球強(qiáng)烈的攪動(dòng)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)。1)機(jī)械法主要有機(jī)械粉碎法和霧化法。制粉按其過程實(shí)質(zhì)分為兩類：機(jī)械法和物理法。如采用粉末冶金技術(shù)制作鋰電池正負(fù)極材料、儲(chǔ)氫合金、燃料電池的陽極材料、太陽能光電、光熱材料、風(fēng)能中的機(jī)械制動(dòng)材料、核結(jié)構(gòu) 2 / 6姓名：張丹學(xué)號(hào)：11309010 指導(dǎo)老師：張自強(qiáng)材料等[6]。主要發(fā)展方向是電池、氫能和太陽能。這種材料具有較高的導(dǎo)磁率和較強(qiáng)的飽和磁化強(qiáng)度，被各個(gè)磁行業(yè)廣泛應(yīng)用。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。⑥ 摩擦材料:這種材料是依靠摩擦力來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)和傳動(dòng)功能的部件材料，主要應(yīng)用在摩擦離合器和摩擦制動(dòng)器中。該材料主要用于航空航天、國(guó)防、能源和核研究領(lǐng)域。主要應(yīng)用于切削領(lǐng)域。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。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(qiáng)化銅、時(shí)效強(qiáng)化銅合金以及減震銅合金。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(yīng)用于汽車行業(yè)。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]。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(zhǔn)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(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能；可以實(shí)現(xiàn)多種類型的復(fù)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]。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。此外，多孔性還有利于減輕產(chǎn)品的重量[2]。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。后處理包括精壓、滾壓、擠壓、淬火、表面淬火、浸油和熔滲等。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(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航天、航空等領(lǐng)域[1]。20世紀(jì)起，粉末冶金進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。18至19世紀(jì)歐洲采用粉末冶金法制鉑，是古老粉末冶金技術(shù)的復(fù)興和近代粉末冶金技術(shù)的開端。關(guān)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)。參考文獻(xiàn)：【1】粉末冶金新技術(shù)與新裝備劉文勝 馬運(yùn)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(qiáng) 陳志強(qiáng) 材料導(dǎo)報(bào)：網(wǎng)絡(luò)版 2006 1 【5】世界粉末冶金的發(fā)展現(xiàn)狀 劉詠 黃伯云 中國(guó)有色金屬2006 1 【6】粉末冶金多孔材料性能研究孫紀(jì)國(guó) 王浩...導(dǎo)彈與航天運(yùn)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(jiǎn)介姓名：張丹學(xué)號(hào)：11309010 指導(dǎo)老師：張自強(qiáng)粉末冶金的技術(shù)簡(jiǎn)介摘要：本文對(duì)近幾十年以來發(fā)展的粉末冶金過程中應(yīng)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(gè)簡(jiǎn)單的介紹。較高的氧含量會(huì)降低壓制性能、壓坯強(qiáng)度和燒結(jié)制品的力學(xué)性能，因此粉末冶金大部分技術(shù)條件中對(duì)此都有一定規(guī)定。粉末的松裝密度是壓制時(shí)用容積法稱量的依據(jù)；粉末的流動(dòng)性決定著粉末對(duì)壓模的充填速度和壓機(jī)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(qiáng)度。但對(duì)于多孔材料，采用球狀粉最好。此外，有些粉末呈卵狀、盤狀、針狀、洋蔥頭狀等。(2)粉末的顆粒形狀。粒度越小，活性越大，表面就越容易氧化和吸水。某些粉末冶金制品的性能幾乎和粒度直接相關(guān)，例如，過濾材料的過濾精度在經(jīng)驗(yàn)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(guān)系，要得到較細(xì)晶粒度的硬質(zhì)合金，惟有采用較細(xì)粒度的wc原料才有可能。(1)粒度。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。ta(%26ccedil。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。但對(duì)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(jìn)行燒結(jié)后處理。（4）后處理。燒結(jié)不同于金屬熔化，燒結(jié)時(shí)至少有一種元素仍處于固態(tài)。[2]（3）燒結(jié)。（2）壓制成型。粉末的生產(chǎn)過程包括粉末的制取、粉料的混合等步驟。[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。四 應(yīng)用分類（1）應(yīng)用：（汽車、摩托車、紡織機(jī)械、工業(yè)縫紉機(jī)、電動(dòng)工具、五金工具。（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(jìn)行材料再生和綜合利用的新技術(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。（2）可以制備非晶、微晶、準(zhǔn)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(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能。（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。三 主要特點(diǎn)粉末冶金具有獨(dú)特的化學(xué)組成和機(jī)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。在工藝方面，需要建立模具溫度和工件實(shí)際溫度的溫差關(guān)系，以便更好的控制產(chǎn)品質(zhì)量。SPS的基礎(chǔ)理論目前尚不完全清楚，需要進(jìn)行大量實(shí)踐與理論研究來完善，SPS需要增加設(shè)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(dòng)化的SPS生產(chǎn)系統(tǒng)，以滿足復(fù)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]。6總結(jié)與展望放電等離子燒結(jié)（SPS）是一種低溫、短時(shí)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。從實(shí)踐來看，可以采用SPS燒結(jié)法制備塊狀非晶合金。文獻(xiàn)[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。SPS作為新一代燒結(jié)技術(shù)有望在這方面取得進(jìn)展，文獻(xiàn)[40]中利用SPS燒結(jié)由機(jī)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(shí)保溫20min制備的，含有非晶相和結(jié)晶相以及殘余的Sn相。由于制備非晶合金粉末的技術(shù)相對(duì)成熟，因此多年來，采用非晶粉末在低于其晶化溫度下進(jìn)行溫?cái)D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(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料使用[39]。 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。在文獻(xiàn)[38]中，非晶粉末用SPS燒結(jié)制備出20～30nm的Fe90Zr7B3納米磁性材料。在SPS燒結(jié)時(shí)，雖然所加壓力較小，但是除了壓力的作用會(huì)導(dǎo)致活化能力Q降低外，由于存在放電的作用，也會(huì)使晶粒得到活化而使Q值進(jìn)一步減小，從而會(huì)促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大，因此從這方面來說，用SPS燒結(jié)制備納米材料有一定的困難。例如：用平均粒度為5μm的TiN粉經(jīng)SPS燒結(jié)（1963K，196～382MPa，燒結(jié)5min），可得到平均晶粒65nm的TiN密實(shí)體[3]。利用傳統(tǒng)的熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)等方法來制備納米材料時(shí)，很難保證能同時(shí)達(dá)到納米尺寸的晶粒和完全致密的要求。而現(xiàn)在采用SPS制備的塊體磁性合金的磁性能已達(dá)到非晶和納米晶組織帶材的軟磁性能[3]。m[37]。Nd Fe Co V B 在650℃下保溫5min,即可燒結(jié)成接近完全密實(shí)的塊狀磁體，沒有發(fā)現(xiàn)晶粒長(zhǎng)大[36]。若在較低溫度下燒結(jié)，雖能保持良好的磁性能，但粉末卻不能完全壓實(shí)，因此要詳細(xì)研究密度與性能的關(guān)系[35]。用SPS制備鐵電Li置換IIVI半導(dǎo)體ZnO陶瓷，使鐵電相變溫度Tc提高到470K，而以前冷壓燒結(jié)陶瓷只有330K[34]。 鐵電材料用SPS燒結(jié)鐵電陶瓷PbTiO3時(shí)，在900～1000℃下燒結(jié)1～3min,燒結(jié)后平均顆粒尺寸用SPS制備鐵電材料Bi4Ti3O12陶瓷時(shí)，在燒結(jié)體晶粒伸長(zhǎng)和粗化的同時(shí)，陶瓷迅速致密化。現(xiàn)用于熱電致冷的半導(dǎo)體材料的主要成分是Bi,Sb,Te和Se，10/K，～10/K，幾乎等于單晶半導(dǎo)體的性能[30]。SPS制備半導(dǎo)體熱電材料的優(yōu)點(diǎn)是，可直接加工成圓片，不需要單向生長(zhǎng)法那樣的切割加工，節(jié)約了材料，提高了生產(chǎn)效率。(2)用于熱電制冷的傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料不僅強(qiáng)度和耐久性差，而且主要采用單相生長(zhǎng)法制備，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高。試驗(yàn)表明，采用SPS制備的成分梯度的βFeSix(Si含量可變)，比βFeSi2的熱電性能大為提高[25]。βFeSi2沒有毒性，在空氣中有很好的抗氧化性，并且有較高的電導(dǎo)率和熱電功率。(1)熱電材料的成分梯度化氏目前提高熱點(diǎn)效率的有效途徑之一。 熱電材料由于熱點(diǎn)轉(zhuǎn)換的高可靠性、無污染等特點(diǎn)，最近熱電轉(zhuǎn)換器引起了人們的極大興趣，并研究了許多熱電轉(zhuǎn)換材料。用SPS制備的WC/Mo梯度材料的維氏硬度（HV）和斷裂韌度分別達(dá)到了24Gpa和6Mpa利用SPS可制備大尺寸的FGM，目前SPS制備的尺寸較大的FGM體系是ZrO2(3Y)/不銹鋼圓盤，尺寸已達(dá)到100mm17mm[23]。在自蔓延燃燒合成（SHS）中，電場(chǎng)具有較大激活效應(yīng)和作用，特別是場(chǎng)激活效應(yīng)可以使以前不能合成的材料也能成功合成，擴(kuò)大了成分范圍，并能控制相的成分，不過得到的是多孔材料，還需要進(jìn)一步加工提高致密度。利用SPS在石磨模具中產(chǎn)生的梯度溫度場(chǎng)，只需要幾分鐘就可以燒結(jié)好成分配比不同的梯度材料。利用CVD、PVD等方法制備梯度材料，成本很高，也很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。對(duì)SPS制備非晶合金、形狀記憶合金[21]、金剛石等也作了嘗試，取得了較好的結(jié)果。近幾年，國(guó)內(nèi)外用SPS制備新材料的研究主要集中在：陶瓷、金屬陶瓷、金屬間化合物，復(fù)合材料和功能材料等方面。SPS可加工的材料種類如表1所示。與HP相比，SPS技術(shù)的燒結(jié)溫度可降低100～200℃[13]。與HP和HIP相比，SPS裝置操作簡(jiǎn)單，不需要專門的熟練技術(shù)。電場(chǎng)的作用是加快擴(kuò)散過程[1，9，12]。SPS燒結(jié)過程可以看作是顆粒放電、導(dǎo)電加熱和加壓綜合作用的結(jié)果。在SPS燒結(jié)過程中，電極通入直流脈沖電流時(shí)瞬間產(chǎn)生的放電等離子體，使燒結(jié)體內(nèi)部各個(gè)顆粒均勻的自身產(chǎn)生焦耳熱并使顆粒表面活化。通斷式直流脈沖電流的主要作用是產(chǎn)生放電等離子體、放電沖擊壓力、焦耳熱和電場(chǎng)擴(kuò)散作用[11]。SPS的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。SPS利用的是直流放電等離子體。產(chǎn)成等離子體的方法包括加熱、放電和光激勵(lì)等。目前等離子體多用于氧化物涂層、等離子刻蝕方面，在制備高純碳化物和氮化物粉體上也有一定應(yīng)用。等離子體溫度4000～10999℃，其氣態(tài)分子和原子處在高度活化狀態(tài)，而且等離子氣體內(nèi)離子化程度很高，這些性質(zhì)使得等離子體成為一種非常重要的材料制備和加工技術(shù)。等離子體是電離氣體，由大量正負(fù)帶電粒子和中性粒子組成，并表現(xiàn)出集體行為的一種準(zhǔn)中性氣體。SPS的燒結(jié)原理[9，10]SPS是利用放電等離子體進(jìn)行燒結(jié)的。國(guó)內(nèi)近三年也開展了用SPS技術(shù)制備新材料的研究工作[1,3]，引進(jìn)了數(shù)臺(tái)SPS燒結(jié)系統(tǒng)，主要用來燒結(jié)納米材料和陶瓷材料[5～8]。由于SPS技術(shù)具有快速、低溫、高效率等優(yōu)點(diǎn)，近幾年國(guó)外許多大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)都相繼配備了SPS燒結(jié)系統(tǒng)，并利用SPS進(jìn)行新材料的研究和開發(fā)[3]。1990年以后，日本推出了可用于工業(yè)生產(chǎn)的SPS第三代產(chǎn)品，具有10～100t 的燒結(jié)壓力和脈沖電流5000～8000A。日本獲得了SPS技術(shù)的專利，但當(dāng)時(shí)未能解決該技術(shù)存在的生產(chǎn)效率低等問題，因此SPS技術(shù)沒有得到推廣應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外SPS的發(fā)展與應(yīng)用狀況SPS技術(shù)是在粉末顆粒間直接通入脈沖電流進(jìn)行加熱燒結(jié)，因此在有的文獻(xiàn)上也被稱為等離子活化燒結(jié)或等離子輔助燒結(jié)（plasmaactivatedsinteringPAS或plasmaassistedsinteringPAS）[1,2]。七、粉末冶金研究先進(jìn)設(shè)備放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)（SPS）前言隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新型材料特別是新型功能材料的種類和需求量不斷增加，材料新的功能呼喚新的制備技術(shù)。全球制造業(yè)正加速向中國(guó)轉(zhuǎn)移，汽車行業(yè)、機(jī)械制造、金屬行業(yè)、航空航天、儀器儀表、五金工具、工程機(jī)械、電子家電及高科技產(chǎn)業(yè)等迅猛發(fā)展，為粉末冶金行業(yè)帶來了不可多得的發(fā)展機(jī)遇和巨大的市場(chǎng)空間。關(guān)鍵詞：粉末冶金、基本工序、應(yīng)用、發(fā)展方向、問題及機(jī)遇Powder metallurgy technology(11 grad