放電等離子燒結硬質合金機理的研究.pdf

1、放電等離子燒結(SPS)是近十年來發(fā)展起來的一種新型燒結技術，在等離子放電和焦耳熱共同作用下，等離子燒結能夠在相對低溫、相當短的時間內使燒結體達到致密，因此可以在一定程度上抑制常規(guī)燒結晶粒長大的問題。作為一種新穎而有效的快速燒結技術，該技術已廣泛應用于多種材料的研制和開發(fā)，如硬質合金、磁性材料、梯度功能材料、納米陶瓷、纖維增強陶瓷和金屬間復合材料等一系列新型材料的制備。 本課題綜合了目前學術界對放電等離子燒結機理的各種解釋，并對

2、其作了詳細的探討。采用實驗的手法，從研究燒結試樣的晶粒尺寸分布入手，結合現(xiàn)有的模型，探索燒結體內溫度和電流密度的分布，以及對燒結致密化和燒結體組織結構的影響。 研究了放電等離子整個燒結工藝過程，包括溫度、時間、位移、壓力之間的關系。用金相顯微鏡對燒結體組織結構進行觀察分析，發(fā)現(xiàn)燒結體內外致密度和晶粒尺寸存在差異，試樣外層的燒結效果優(yōu)于中心區(qū)域。從試樣中心到外層依次攝取48張金相照片，采用定量金相法對晶粒數(shù)進行了統(tǒng)計，得到晶粒尺寸

3、變化趨勢及其9階擬合多項式。實驗數(shù)據(jù)表明，從試樣中心到外層晶粒尺寸總體呈遞增趨勢；在燒結體次外層出現(xiàn)Co相的積聚現(xiàn)象。 研究了真空燒結在1300℃、1320℃、1350℃、1400℃、1460℃五個最終燒結溫度下的平均晶粒尺寸規(guī)律。采用定量金相法，研究了試樣平均晶粒尺寸隨燒結溫度的變化趨勢，以及不同溫度下的粒度分布頻度規(guī)律。實驗數(shù)據(jù)表明，隨著燒結溫度的增加燒結體晶粒尺寸增大，燒結溫度越高晶粒尺寸差異越小，即試樣中晶粒尺寸分布越均