粉末的顆粒形狀。它取決于制粉方法,如電解法制得的粉末,顆粒呈樹枝狀;還原法制得的鐵粉顆粒呈海綿片狀;山東金聚粉末冶金有限公司擁有山東省級“注射成型粉末冶金工程技術(shù)研究中心”,主要從事金屬、陶瓷粉末注射成型和壓制成型產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售工作。氣體霧化法制得的基本上是球狀粉。此外,有些粉末呈卵狀、盤狀、針狀、洋蔥頭狀等。粉末顆粒的形狀會影響到粉末的流動性和松裝密度,由于顆粒間機械嚙合,不規(guī)則粉的壓坯強度也大,特別是樹枝狀粉其壓制坯強度大。但對于多孔材料,采用球狀粉好。
力學(xué)特性粉末的力學(xué)性能即粉末的工藝性能,它是粉末冶金成形工藝中的重要工藝參數(shù)。粉末的松裝密度是壓制時用容積法稱量的依據(jù);粉末的流動性決定著粉末對壓模的充填速度和壓機的生產(chǎn)能力;粉末的壓縮性決定壓制過程的難易和施加壓力的高低;(3)多數(shù)企業(yè)缺乏技術(shù)支持,研發(fā)能力落后,產(chǎn)品檔次低,難以與國外競爭。而粉末的成形性則決定坯的強度。
化學(xué)性能主要取決于原材料的化學(xué)純度及制粉方法。較高的氧含量會降低壓制性能、壓坯強度和燒結(jié)制品的力學(xué)性能,因此粉末冶金大部分技術(shù)條件中對此都有一定規(guī)定。例如,粉末的允許氧含量為0.2%~1.5%,這相當(dāng)于氧化物含量為1%~10%。
SPS的燒結(jié)原理
3.1等離子體和等離子加工技術(shù)[9,10]
SPS是利用放電等離子體進(jìn)行燒結(jié)的。等離子體是物質(zhì)在高溫或特定激勵下的一種物質(zhì)狀態(tài),是除固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)以外,物質(zhì)的第四種狀態(tài)。等離子體是電離氣體,由大量正負(fù)帶電粒子和中性粒子組成,并表現(xiàn)出集體行為的一種準(zhǔn)中性氣體。
等離子體是解離的高溫導(dǎo)電氣體,可提供反應(yīng)活性高的狀態(tài)。
用SPS燒結(jié)鐵電陶瓷PbTiO3時,在900~1000℃下燒結(jié)1~3min,燒結(jié)后平均顆粒尺寸<1μm,相對密度超過98%。由于陶瓷中孔洞較少[31],因此在101~106HZ之間介電常數(shù)基本不隨頻率而變化。
用SPS制備鐵電材料Bi4Ti3O12陶瓷時,在燒結(jié)體晶粒伸長和粗化的同時,陶瓷迅速致密化。用SPS容易得到晶粒取向度好的試樣,可觀察到晶粒擇優(yōu)取向的Bi4Ti3O12陶瓷的電性能有強烈的各向異性[32]。
用SPS制備鐵電Li置換IIVI半導(dǎo)體ZnO陶瓷,使鐵電相變溫度Tc提高到470K,而以前冷壓燒結(jié)陶瓷只有330K[34]。