微波烧结金属粉末材料研究进展_方可.pdf

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1、第39卷第2期金属材料与冶金工程Vol.39No.22011年4月METALMATERIALSANDMETALLURGYENGINEERINGApr2011微波烧结金属粉末材料研究进展方可（武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北武汉430073）摘要：微波烧结是一项新型材料制备技术，具有整体加热、低温快烧、节能、安全无污染等许多优点，在粉末冶金领域中具有广阔的发展前景。为此简要回顾了微波烧结技术的起源和发展，对微波烧结金属粉末材料的原理、特点、研究和应用进展以及发展前景等方面进行了总结和论述。关键词：微波烧结；金属

2、粉末；进展中图分类号：TF124.5文献标识码：A文章编号：1005-6084（2011）02-0048-06TheResearchAdvanceofMicrowaveSinteringMetalPowderFANGKe（WuhanEngineeringUniversity，SchoolofMaterialScience，andEngineering，Wuhan430073，China）ABSTRACT：Microwavesinteringisanewtypeoftechnology，ithasmanygreat

3、advantagessuchasfastsinteringwithlowertemperature，lessenergyconsuming，moresafetyandnopollution，sotheprospectofdevelopmentinthefieldofpowdermetallurgyisgreat.Thesourceandevolvementofthetechnologyofmicrowavesinteringareintroducedbrieflyinthispaper.Andtheprincip

4、le，character，theresearch&applicationadvanceaswellasthedevelopmentprospectofthetechnologyaresummarizedandreviewed.KEYWORDS：microwavesintering；metalpowder；progress微波是频率在300MHz~300GHz（对应波能有效吸收微波而实现加热，从而能够利用微长在1000~1mm）范围内的电磁波。微波烧结波烧结制备金属器件，为金属粉末冶金工业发就是利用微波辐射来代替传

5、统的外加热源，材明了一种新的生产和制造工艺。微波烧结能显料通过自身对电磁场能量的吸收（介质损耗）著改进金属制品的性能，能够生产形状复杂的达到烧结温度而实现致密化。微波烧结技术研器件，且生产成本较低，烧结周期短-任何金属究始于20世纪50年代，美国的VonHippel在材粉末生坯都能在10~30min内烧结完成。研究料介质特性方面的开创性研究为将微波加热应试验了铁、钢、铜、铅、镍、钴、钼、钨、碳［1］用于材料烧结奠定了基础。早期的微波烧结研化钨和锡的环状、管状和齿轮制品，所制得的究和应用主要集中于现代陶瓷材料领域。

6、微波烧结器件比传统制品具有更高的力学性能，［2］20世纪90年代末，美国宾西法尼亚州立大显微组织的均匀性好，气孔率很低。学的研究人员发现，相对于传统认识-块体金属各类硬质合金和难熔金属材料具有硬度高、会将微波辐射反射掉，处于粉末状态的金属却耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系收稿日期：作者简介：方可（1978-），硕士，主要从事微波烧结技术方面的工作。2011年第2期方可：微波烧结金属粉末材料研究进展49列优良性能，特别是高硬度和耐磨性，在刀具在微波烧结中，除明显的微波热效应外，和钻探领域用途广泛。将微波烧结

7、技术应用于还存在一定的微波非热效应，包括活化过程速金属粉末冶金，能大幅降低烧结温度，改善材率增强、烧结体性能改变等。微波非热效应是料显微结构，使制品性能得到显著提升，应用微波烧结中的重要因素，能够对烧结过程起到和发展前景广阔。明显的促进作用。其机理可能是在电磁场存在条件下，引起沿电场方向的电势梯度，导致空1微波烧结金属粉末原理间电荷产生附加驱动力，增强了带电微粒的扩微波烧结技术是基于物质与电磁场相互作用散作用，降低了粉末的烧结活化能，使得各种中产生热效应的原理。当材料的基本细微结构与微粒的迁移变得更加容易发生，且

8、迁移速率提［4，7］特定频率的电磁场耦合时，内部微观粒子响应电高很多，故能明显促进致密化过程，具体表磁振荡，热运动加剧，材料因介质损耗吸收微波现就是烧结温度更低、升温速度更快、烧结时能转化为热能。将微波加热原理应用于传统烧结间大幅缩短。工艺，就是微波烧结。在微波烧结中，因存在电2微波烧结特点磁场作用，材料介电性能、磁性能以及导电性能［3，4］等特性对烧结效果具有重要影响。