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致密纳米材料的制备越来越受到重视。利用传统的热压烧结和热等静压烧结等方法来制备纳米材料时,很难保证能同时达到纳米尺寸的晶粒和完全致密的要求。利用SPS技术,由于加热速度快,粉末冶金厂,烧结时间短,粉末冶金,可显著抑制晶粒粗化。例如:用平均粒度为5μm的TiN粉经SPS烧结(1963K,196~382MPa,粉末冶金齿轮,烧结5min),粉末冶金公司,可得到平均晶粒65nm的TiN密实体[3]。文献[3]中引用有关实例说明了SPS烧结中晶粒长大受到极大限度的抑制,所制得烧结体无疏松和明显的晶粒长大。
粉末冶金MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0而压制性能欠佳,其综合性能与旋淬法制备的非晶薄带相近,难以作为高强度结构材料使用[39]。可见用普通粉末冶金法制备大块非晶材料存在不少技术难题。
SPS作为新一代烧结技术有望在这方面取得进展,文献[40]中利用SPS烧结由机械合金化制取的非晶Al基粉末得到了块状圆片试样(10mm×2mm),磁非晶合金是在375MPa下503K时保温20min制备的,含有非晶相和结晶相以及残余的Sn相。
SPS烧结时脉冲电流通过粉末颗粒如图2所示。在SPS烧结过程中,电极通入直流脉冲电流时瞬间产生的放电等离子体,使烧结体内部各个颗粒均匀的自身产生焦耳热并使颗粒表面活化。与自身加热反应合成法(SHS)和微波烧结法类似,SPS是有效利用粉末内部的自身发热作用而进行烧结的。SPS烧结过程可以看作是颗粒放电、导电加热和加压综合作用的结果。
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