放電等離子燒結(jié)技術(shù)及其在鈦基復(fù)合材料制備中的應(yīng)用
定 價:68 元
叢書名:國防科技圖書出版基金
- 作者:張朝暉 著
- 出版時間:2018/3/1
- ISBN:9787118115840
- 出 版 社:國防工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TG146.23
- 頁碼:168
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
作為一種先進(jìn)的材料粉末冶金成型方法,放電等離子燒結(jié)(SPS)技術(shù)具有升溫速度快、燒結(jié)時間短等特點(diǎn),在國防新材料制備領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力。
《放電等離子燒結(jié)技術(shù)及其在鈦基復(fù)合材料制備中的應(yīng)用》系統(tǒng)介紹了放電等離子燒結(jié)技術(shù)的特征、原理及其在鈦基復(fù)合材料制備中的應(yīng)用。全書包括6章:放電等離子燒結(jié)技術(shù)、鈦基復(fù)合材料及其制備技術(shù)、放電等離子燒結(jié)TiB/Ti復(fù)合材料關(guān)鍵控制因素及致密化機(jī)理、放電等離子燒結(jié)原位反應(yīng)生成TiB晶體的結(jié)構(gòu)表征及生長特性、放電等離子燒結(jié)TiB/Ti復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)性能、放電等離子燒結(jié)TiB/Ti復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能。
《放電等離子燒結(jié)技術(shù)及其在鈦基復(fù)合材料制備中的應(yīng)用》內(nèi)容全面、新穎,既有豐富的基礎(chǔ)理論知識,又有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性,對致力于粉末冶金技術(shù)及鈦基復(fù)合材料成型技術(shù)研究的工程技術(shù)人員及研究學(xué)者具有較高的參考價值。
放電等離子燒結(jié)(spark plasma sintering,SPS)技術(shù),是在兩電極間施加直流脈沖電流和軸向壓力進(jìn)行粉末燒結(jié)致密化的一種新型燒結(jié)技術(shù)。該技術(shù)起源于美國科學(xué)家Pantents在1933年發(fā)表的利用電火花或者脈沖電流來輔助粉末燒結(jié)或金屬連接的研究論文。20世紀(jì)60年代,日本在此基礎(chǔ)上開發(fā)了更為先進(jìn)的電火花燒結(jié)專利技術(shù)。1988年,日本住友石炭礦業(yè)公司推出了Dr.SINTER系列燒結(jié)爐,標(biāo)志著SPS技術(shù)的商業(yè)化。2004年,日本成功研制出了壓力達(dá)600t,脈沖電流為25000~40000A的第五代大型SPS裝置以及集自動裝料、預(yù)熱成型、最終燒結(jié)為一體的隧道型SPS連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備,促使SPS技術(shù)得以在世界各國民用工業(yè)及國防工業(yè)中得到迅速而廣泛的應(yīng)用。
SPS技術(shù)是一種快速、節(jié)能、環(huán)保的材料制備加工新技術(shù)。該技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)粉末冶金技術(shù)所采用的輻射加熱方式,它在加壓粉體粒子間直接通入直流脈沖電流,由火花放電瞬間產(chǎn)生的等離子體進(jìn)行加熱,并利用熱效應(yīng)、場效應(yīng)等進(jìn)行短時間燒結(jié)。SPS技術(shù)集等離子活化、熱壓、電阻加熱為一體,具有升溫速度快、燒結(jié)時間短、冷卻迅速、外加壓力和燒結(jié)氣氛可控、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),可廣泛用于磁性材料、功能梯度材料、納米金屬、金屬陶瓷復(fù)合材料、非晶材料等一系列新型材料的燒結(jié),并在納米材料、陶瓷材料等采用常規(guī)方法難以實(shí)現(xiàn)致密化的材料制備中顯示出了極大的優(yōu)越性。瑞典學(xué)者采用SPS技術(shù)制備陶瓷材料的研究成果發(fā)表在Nature雜志上,可以在短短幾分鐘內(nèi)制備出先進(jìn)陶瓷材料,被認(rèn)為是陶瓷生產(chǎn)工藝的革命性變化。因此,SPS技術(shù)是一項(xiàng)具有重要工程應(yīng)用價值和廣泛應(yīng)用前景的燒結(jié)技術(shù)。
第1章 放電等離子燒結(jié)技術(shù)
1.1 放電等離子燒結(jié)技術(shù)簡介
1.2 放電等離子燒結(jié)技術(shù)發(fā)展歷史
1.3 放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)
1.4 放電等離子燒結(jié)技術(shù)特點(diǎn)
1.5 放電等離子燒結(jié)機(jī)理
1.5.1 SPS過程中的放電效應(yīng)
1.5.2 SPS過程中顯微組織的演變機(jī)制
1.5.3 SPS過程中電場的作用
1.5.4 SPS過程中脈沖電流的作用
I.5.5 SPS過程中壓力的作用
1.6 放電等離子燒結(jié)模具
1.6.1 SPS模具材料
1.6.2 SPS模具結(jié)構(gòu)
1.7 放電等離子燒結(jié)過程數(shù)值模擬研究
1.8 放電等離子燒結(jié)技術(shù)應(yīng)用
1.8.1 納米金屬
1.8.2 功能梯度材料
1.8.3 非晶合金
1.8.4 高熵合金
1.8.5 磁性材料
1.8.6 熱電材料
1.8.7 鐵電材料
1.9 放電等離子燒結(jié)技術(shù)存在的問題及展望
參考文獻(xiàn)
第2章 鈦基復(fù)合材料及其制備技術(shù)
2.1 鈦合金及其復(fù)合材料
2.2 鈦基復(fù)合材料的增強(qiáng)體
2.2.1 增強(qiáng)體的選擇
2.2.2 原位反應(yīng)生成增強(qiáng)體的熱力學(xué)及動力學(xué)分析
2.2.3 增強(qiáng)體的結(jié)構(gòu)特征
2.3 鈦基復(fù)合材料制備方法
2.3.1 熔鑄法
2.3.2 粉末冶金法
2.3.3 高溫自蔓延合成法
2.3.4 機(jī)械合金化法
2.3.5 XDTM法
2.3.6 快速凝固法
2.3.7 SPS法
2.4 鈦基復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)性能
2.4.1 拉伸性能
2.4.2 壓縮性能
2.5 鈦基復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能
2.5.1 復(fù)合材料動態(tài)力學(xué)性能研究方法和進(jìn)展
2.5.2 復(fù)合材料的應(yīng)變率敏感性
參考文獻(xiàn)
第3章 放電等離子燒結(jié)TiB/Ti復(fù)合材料關(guān)鍵控制因素及致密化機(jī)理
3.1 TiB/Ti復(fù)合材料制備工藝
3.1.1 球磨
3.1.2 模具材料及結(jié)構(gòu)
3.1.3 -SPS致密化過程
3.2 實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)
3.2.1 燒結(jié)中關(guān)鍵控制因素的確定
3.2.2 試驗(yàn)過程設(shè)計(jì)
3.3 燒結(jié)溫度對TiB/Ti復(fù)合材料相對密度和微觀組織的影響規(guī)律
3.3.1 燒結(jié)溫度對TiB/Ti復(fù)合材料相對密度的影響
3.3.2 燒結(jié)溫度對TiB/Ti復(fù)合材料微觀組織的影響
3.4 初始壓力對TiB/Ti復(fù)合材料相對密度和微觀組織的影響規(guī)律
3.4.1 初始壓力對TiB/Ti復(fù)合材料相對密度的影響
3.4.2 初始壓力對TiB/Ti復(fù)合材料微觀組織的影響
3.5 升溫速率對TiB/Ti復(fù)合材料相對密度及微觀組織的影響規(guī)律
3.6 保溫時間對TiB/Ti復(fù)合材料相對密度和微觀組織的影響規(guī)律
3.7 TiB/Ti復(fù)合材料的SPS燒結(jié)機(jī)制
參考文獻(xiàn)
第4章 放電等離子燒結(jié)原位反應(yīng)生成TiB晶體的結(jié)構(gòu)
表征及生長特性
4.1 TiB的結(jié)構(gòu)表征
4.1.1 TiB的TEM觀察
4.1.2 TiB的結(jié)構(gòu)分析
4.1.3 TiB中層錯的TEM觀察
4.2 TiB增強(qiáng)相的典型形貌
4.2.1 晶須
4.2.2 團(tuán)簇
4.2.3 晶須束
4.2.4 空心管狀結(jié)構(gòu)
4.3 TiB晶體的形核和生長過程
4.3.1 TiB與基體的取向關(guān)系
4.3.2 TiB在?-Ti中的形核分析
4.3.3 TiB的生長方式
4.4 TiB晶體中的缺陷
4.4.1 TiB中層錯的形成分析
4.4.2 TiB中位錯的形成分析
參考文獻(xiàn)
第5章 放電等離子燒結(jié)TiB/Ti復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)性能
5.1 TiB含量對TiB/Ti復(fù)合材料微觀組織和相對密度的影響規(guī)律
5.1.1 TiB含量對TiB/Ti復(fù)合材料微觀組織的影響規(guī)律
5.1.2 TiB含量對TiB/Ti復(fù)合材料相對密度的影響規(guī)律
5.2 TiB/Ti復(fù)合材料的硬度
5.3 TiB/Ti復(fù)合材料的靜態(tài)拉伸性能
5.3.1 TiB/Ti復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和彈性模量
5.3.2 TiB/Ti復(fù)合材料的斷面收縮率和斷后伸長率
5.3.3 晶須的斷裂臨界長徑比
5.3.4 晶須尺寸對TiB/Ti復(fù)合材料拉伸性能的影響規(guī)律
5.4 TiB/Ti復(fù)合材料的靜態(tài)壓縮力學(xué)性能
5.4.1 TiB含量對TiB/Ti復(fù)合材料壓縮性能的影響規(guī)律
5.4.2 靜態(tài)壓縮載荷下TiB/Ti復(fù)合材料的宏微觀損傷形貌
參考文獻(xiàn)
第6章 放電等離子燒結(jié)TiB/Ti復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能
6.1 TiB含量對TiB/Ti復(fù)合材料動態(tài)力學(xué)性能的影響規(guī)律
6.2 TiB/Ti復(fù)合材料中動態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能的對比分析
6.3 TiB含量對TiB/Ti復(fù)合材料應(yīng)變率效應(yīng)的影響規(guī)律
參考文獻(xiàn)