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忘记tomorrow

新虫 (小有名气)

[求助] MA粉末SPS烧结工艺的优化的问题已有2人参与

本人课题主要内容为机械合金化(MA)制备合金粉末,然后再采用放电等离子烧结(SPS)的办法固结。
经过SPS烧结后合金中主要存在三个相,经DSC分析, A相(少量,少于20%):熔点约为1040度左右, B 相(主相):熔点约为1370度左右,C相(极少量):在1500以内不熔化
为了找出最佳烧结温度, 本人选取了950,,1000,1050,1100这几个温度进行烧结实验(SPS压力均为:50MPa, 保温时间6min),烧结完毕后,测量各温度下烧结块体的致密度。
结果发现:950度下致密度为:94.6%; 1000度下致密度为:94.9%; 1050和1100度下,低熔点A相均熔化并被挤出,且1050和1100度下块体的密度明显下降。
那么本人现在存在一个疑问:
由于压力达到石墨磨具在SPS时通常所用的最大值50MPa, 温度也无法再提高,难道我的材料采用SPS烧结致密度最高只能达到95%左右么?能否通过改善SPS工艺参数来使致密度进一步提高呢?
或者有其他办法来提高烧结块体的致密度?(比如文献中看到烧结后Al或Mg块体进行热挤压处理,SPS烧结后块体(压缩塑性30%左右)可以这样做么?)
麻烦有经验的虫子们给我一些意见,我讲万分感谢?
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复合材料新手

银虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by sinterland at 2015-10-05 22:44:45
以下内容可能粗浅,但希望能提供参考
温度是SPS烧结很重要的参数,但光着重考虑温度不一定灵。
对于烧结温度,需要摸清楚的是各材料粉末的阻抗,从而推测其脉冲通电初期
各粉末材料颗粒间形成颈部并塑性变形的趋 ...

为什么熔点低用大颗粒?
4楼2016-09-25 19:47:27
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sinterland

捐助贵宾 (小有名气)

精、思、立

【答案】应助回帖

以下内容可能粗浅,但希望能提供参考
温度是SPS烧结很重要的参数,但光着重考虑温度不一定灵。
对于烧结温度,需要摸清楚的是各材料粉末的阻抗,从而推测其脉冲通电初期
各粉末材料颗粒间形成颈部并塑性变形的趋势。还有就是,模具测温与内部材料温差,
会受材料颗粒大小模及电阻,以及模具大小及其壁厚影响,烧结颈部的形成和
塑性变形会受压力和保温时间的影响。
因此,参考思路如下(未经验证,只供参考)
1)对机械合金时使用的粉末颗粒大小分别进行控制,熔点低的用大颗粒,熔点高的用小颗粒。
2)换高压石墨模具,低温高压烧结。如果非要用50MPa的石墨模具,不一次恒压到50MPa,而是
根据升温与位移变化进行变压烧结。
3)采用电流定量控制烧结
以上内容,欢迎拍砖。
http://www.sinterland.cn
2楼2015-10-05 22:44:45
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer


【答案】应助回帖

估计问题可能出在机械合金化的效果不佳和不同材料之间的混合不均匀上。在改善MA和混合的工艺的条件下,先使用950度或稍高的温度烧结几分钟,目的是实现小比例液相的烧结的致密化,然后再稍提升一些温度和持续一两分钟看看效果。
3楼2015-10-06 17:13:59
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