脉冲电流辅助烧结和真空热压烧结对NiAI-A12O3微观组织和力学性能的影响.pdf

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1、76材料工程／2012年5期脉冲电流辅助烧结和真空热压烧结对NiAI-AI203微观组织和力学性能的影响InfluenceofPulseCurrentAuxiliarySinteringandHot—pressedSinteringonMicrostructuresandMechanicalBehaviorofNiA1一A1203Composite徐桂华，卢振，张凯锋(哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001)XUGui—hua，LUZhen，ZHANGKai—feng(SchoolofMaterialsScienceandEngineerin

2、g，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)摘要：通过机械合金化合成了NiA1一A1zO复合材料粉末，并分别采用脉冲电流辅助烧结(PCAS)和真空热压烧结(HPS)制备了NiA1一A1zO。复合材料。测试了两组材料的力学性能，并从烧结机理的角度分析了烧结方法对材料微观组织和力学性能的影响。结果表明：与HPS方法相比，通过PCAS方法制备的材料致密度更高，晶粒更为细小，且A10。颗粒明显球化。相较于HPS方法制备的材料，PCAS方法制备的材料在室温下和高温下都表现出更高的屈服强度，并且其断裂韧性增高，室温

3、压缩变形量明显增大。关键词：NiA1一A1zO。复合材料；脉冲电流辅助烧结；真空热压烧结；微观组织；力学性能中图分类号：TB333文献标识码：A文章编号：1001—4381(2012)05—0076—05Abstract：NiA1一A12O3compositewassynthesizedbymechanicalalloying，andfurtherconsolidatedbypulsecurrentauxiliarysintering(PCAS)andhot—pressedsintering(HPS)respectively．Themechani—calb

4、ehaviorofsinteredcompactswasevaluated．andtheinfluencesofsinteringmethodsonmicro—structuresandmechanicalbehaviorwereanalyzedfromtheperspectiveofsinteringmechanisms．Theresultsindicatethat，comparedwiththosesinteredbyHPS，thecompactfabricatedbyPCAShasahigherdensityandfinergrain，anditsA

5、12O3particlesareremarkablyspherized．Thecompactfabrica—tedbyPCASshowsnotonlyhigherroom—temperaturecompressiveyieldstrength，butalsohigherele—vated—temperaturecompressiveyieldstrength．Meanwhile，itsroom—temperaturecompressiveplastici—tyandfracturetoughnessaremuchhigherthanthatofthecom

6、pactfabricatedbyHPS．Keywords：NiA1一A12O3composite；PCAS；vacuumhot—pressedsintering；microstructure；mechanicalpropertyNiAl金属间化合物因其高熔点(1638℃)，低密度其力学性能的一条有效途径，并成为其实用化研究的(5．86g／cm。)，良好的导热性(75W·m·K)和优一个热点。异的抗氧化性能，有望成为新一代的高温结构材料，近为了进一步改善材料的性能，提高材料的实用性，年来受到人们的广泛关注口]。然而，目标工作温度下本研究通过机械合金化制备了N

7、iAI—AI。O。复合材料(900~1200℃)屈服强度较低和室温韧塑性差等缺点粉末，随后分别通过脉冲电流辅助烧结(PulseCurrent限制了它的实际应用_2]。为改善其性能，近年来国内AuxiliarySintering，PCAS)和真空热压烧结(Hot—外进行一系列的尝试，从合金化到热处理，从单晶到多PressedSintering，HPS)制备了块体材料，分析了烧晶，取得了明显进展Ⅲ3]。其中，向NiA1中添加氧化结方法对材料组织和性能的影响。PCAs是近年来发物，利用增强相对裂纹的偏转和对位错的钉扎，可以显展起来的一种新型快速烧结技术，该技术通

8、过在粉体著提高材料的断裂韧性和高温强度。这被认为是改善上施加脉冲电