放电等离子烧结法(sps)制备co.mn复合材料的研究

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1、万方数据第24卷第6期2014年12月粉末冶金工业POWDERMETALLURGYINDUSTRYV01．24，No．6，p28-32Dec．2014DOI：10．13228／j．boyuan．issnl006—6543．20140038放电等离子烧结法(SPS)制备Co．Mn复合材料的研究王冠仲，张名涛，郭平义(江苏科技大学材料科学与工程学院，江苏镇江212003)摘要：采用SPS烧结法在800℃、45MPa下烧结32min制得微观组织理想的Co．Mn复合材料，并结合烧结过程中出现的样品部分熔化及烧

2、结孔缺陷等问题，简要引用分子运动学相关知识，重点探讨并分析SPS烧结理论与实际烧结过程的拟合程度，以达到完善SPS烧结理论在实际生产中应用的目的。关键词：SPS烧结理论；实际烧结过程：拟合程度文献标志码：A文章编号：1006—6543一(2014)06—0028—05ResearchoHCo—Mncompositematerialpreparedbysparkplasmasintering(SPS)processWANGGuan—zhong，ZHANGMing—tao，GUOPing—yi(Schoo

3、lofMaterialScienceandEngineering，JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang212003，China)Abstract：TheCo·-Mncompositematerialwithexcellentmicrostructurewaspreparedbythemethodofsparkplas··masintering(SPS)at800。C／45MPafor32rain，Morphologyandcharacter

4、isticsofthematerialwerediscussed．Furthermore，thefittingdegreeoftheSPStheoryandactualprocesscombinedwiththeproblemoffusezoneandsinteringholedefectswereanalyzed，whichwasrelatedtotheoriesofmoleculekinetics．ItaimsatoptimizingtheSPSprocedureforCo—Mncomposite

5、materialpreparationandpromotingtheapplicationofSPStheoryinpracticalproduction．Keywords：SPStheory；actualsinteringprocess；fittingdegree热压烧结是在高温高压的环境下将粉末压制成形的技术，始于20世纪70年代末。在当时矿物资源日益紧缺及环境污染严重的大背景下，热压烧结技术以其对原料的高利用率及对环境几乎无污染的特点得到全世界的瞩目，等离子热压烧结(SPS)技术是目前已研究出的

6、热压烧结技术中最为成熟的一种”]，其要求将粉末预先装填在高纯石墨模具中，然后在预定气氛下单向或双向加压，同时向粉末加载脉冲式或直流式大电流，作为放电终端的压头在放电瞬间会喷射出大量的电子，这些电子在粉末颗粒中传播时与粉末原子结合形成等离子体，并产生大量的热，使颗粒表面活化口4，，这种加热方式具有非常高的热效率，极大地缩短了烧结时间，从而使粉末颗粒来不及长大就被压制成形，最终得到晶粒细小、物理性能卓越的烧结体∞。，。近年来等离子热压烧结技术越来越广泛地应用于陶瓷／金属、聚合物／金属、硬质合金以及其他对晶

7、粒尺寸有严格要求的材料生产中18]，为材料制造业做出了巨大贡献。虽然SPS技术相比于其他烧结技术有诸多优越性，但在实际生产中，要想制得理想的材料制品却并非易事，实际的生产过程往往会出现许多无法预料的问题，例如烧结体相对密度较低、烧结相分布不均、烧结气孔过多等嘲，这些问题的存在往往会造成材料生产中许多不必要的损失。本文以制备Co．Mn复合材料为例，重点分析研究了放电等离子烧结技术的工艺过程，从实践的角度出发，发现并解决此种技术在操作中存在的一些问题，使SPS技术基金项目：国家自然科学基金资助项目(512

8、01073)；江苏省高校优秀学科建设工程项目作者简介：王冠仲(199l一)，男，硕士研究生，主要研究方向为材料工程。收稿日期：2014—04—28万方数据第6期王冠仲等：放电等离子烧结法(SPS)制备Co．Mn复合材料的研究·29·能更好地应用在实际生产中，并希望达到使SPS技术的理论与实践相拟合的目的。1实验1．1实验材料实验原料为Co，O。粉、MnO粉、Co粉，其纯度(质量分数)均在99．9％以上，各原料粉末形貌如图1所不。原料粉末的粒径约O．7～1