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粉末冶金成型金屬各個(gè)形態(tài)的轉(zhuǎn)換方法
從金屬熔鹽中沉淀制取金屬粉末的有熔鹽陳定法;從輔助金屬浴中析出制取金屬化合物粉末的有金屬浴法。
從金屬鹽溶液電解制取金屬與合金粉末的有水溶液電解法;從金屬熔鹽電解制取金屬和金屬化合物粉末的有熔鹽電解法。
呈氣態(tài)的情況使金屬或者金屬化合物轉(zhuǎn)變成粉末的方法:
從金屬蒸汽冷凝制取金屬粉末的有蒸汽冷凝法;
粉末冶金制品業(yè)涵括了鐵石刀具、硬質(zhì)合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狹義的粉末冶金制品業(yè)僅指粉末冶金制品,包括粉末冶金零件(占絕大部分)、含油軸承和金屬射出成型制品等。
粉末冶金成型
生產(chǎn)實(shí)踐中使用的粉末,其粒度范圍從幾百個(gè)納米到幾百個(gè)微米。粒度越小,活性越大,表面就越容易氧化和吸水。當(dāng)小到幾百個(gè)納米時(shí),粉末的儲(chǔ)存和輸運(yùn)很不容易,而且當(dāng)小到一定程度時(shí)量子效應(yīng)開(kāi)始起作用,其物理性能會(huì)發(fā)生巨大變化,如鐵磁性粉會(huì)變成超順磁性粉,熔點(diǎn)也隨著粒度減小而降低。隨著我國(guó)加入WTO以后,以上種種不足和弱點(diǎn)將改善,這是因?yàn)榧尤隬TO后,市場(chǎng)逐漸國(guó)際化,粉末冶金市場(chǎng)將得到進(jìn)一步擴(kuò)大的機(jī)會(huì)。
(2)粉末的顆粒形狀。它取決于制粉方法
SPS的工藝優(yōu)勢(shì)
生產(chǎn),產(chǎn)品組織細(xì)小均勻,能保持原材料的自然狀態(tài),可以得到高致密度的材料,可以燒結(jié)梯度材料以及復(fù)雜工件[3,11]。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)。文獻(xiàn)[11]報(bào)道,生產(chǎn)一塊直徑100mm、厚17mm的ZrO2(3Y)/不銹鋼梯度材料(FGM)用的總時(shí)間是58min,其中升溫時(shí)間28min、保溫時(shí)間5min和冷卻時(shí)間25min。與HP相比,SPS技術(shù)的燒結(jié)溫度可降低100~200℃[13]。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(lái)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。
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。
熱壓和冷壓-燒結(jié)的半導(dǎo)體性能低于晶體生長(zhǎng)法制備的性能?,F(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,目前的Z值為3.0×10/K,而用SPS制備的熱電半導(dǎo)體的Z值已達(dá)到2.9~3.0×10/K,幾乎等于單晶半導(dǎo)體的性能[30]。表2是SPS和其他方法生產(chǎn)BiTe材料的比較。對(duì)于單元系和多元系的固相燒結(jié),燒結(jié)溫度比所用的金屬及合金的熔點(diǎn)低。