粉末冶金簡(jiǎn)介

·粉末冶金技術(shù)1粉末冶金2粉末冶金（PowderMetallurgy，PM）是一門(mén)通過(guò)將金屬粉末或金屬和非金屬粉末的混合物壓制成形并在高溫下燒結(jié)以制造金屬材料、復(fù)合材料及各種類(lèi)型制品的技術(shù)。其基本過(guò)程包括粉末制備、粉末成形、燒結(jié)以及后續(xù)處理。粉末冶金鋁鋰合金的制備工藝流程粉末制備3粉末制備方法：機(jī)械法（球磨法、破碎法等）

物理法（霧化法、蒸發(fā)凝聚法等）

化學(xué)法（熱分解法、化學(xué)還原法等）

粉末類(lèi)型：預(yù)合金粉

混合粉預(yù)合金粉末比機(jī)械混合粉末元素成分均勻，從根本上避免了成分偏析，由于其共熔點(diǎn)比合金中單元素熔點(diǎn)要低得多，在燒結(jié)過(guò)程中，只要溫度達(dá)到預(yù)合金粉末的液相線以上一點(diǎn)時(shí)，整個(gè)黏結(jié)金屬成分的粉末熔化，燒結(jié)溫度也更低粉末制備4粉末的特性粉末粒度及其分布：粉末粒度是指粉末顆粒的大小，粒度分布則是指不同粒度顆粒的比例，直接影響粉末的流動(dòng)性、壓制性和燒結(jié)性能。粒度分布越均勻，粉末的成形性越好。粉末的形態(tài)和結(jié)構(gòu)：粉末的形態(tài)包括球形、片狀、樹(shù)枝狀等，不同形態(tài)的粉末具有不同的物理和機(jī)械性能。粉末的結(jié)構(gòu)則涉及內(nèi)部微觀組織，如晶粒大小、孔隙結(jié)構(gòu)等。粉末的純度和化學(xué)成分：粉末的純度是指粉末中主要成分的含量，化學(xué)成分則是指粉末中各元素的比例。高純度和適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分是保證粉末冶金制品優(yōu)良性能的重要因素。粉末制備5真空氬氣霧化2195合金（Al-4Cu-1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr）粉末的特征粉末成型6冷壓：在室溫下對(duì)粉末施加高壓，使其形成具有一定強(qiáng)度和密度的坯件。冷壓成形工藝原理：冷壓成形通過(guò)機(jī)械壓力使粉末顆粒緊密接觸，形成具有一定強(qiáng)度的生坯。冷壓過(guò)程中，粉末顆粒的塑性變形、彈性回彈和顆粒間摩擦是影響成形質(zhì)量的關(guān)鍵因素。冷壓工藝簡(jiǎn)單、成本低，適用于大批量生產(chǎn)。粉末成型7熱壓：在加熱狀態(tài)下對(duì)粉末施加壓力，使其成形并部分燒結(jié)，可以提高坯件的致密度和強(qiáng)度。熱壓成形工藝原理：熱壓成形在高溫和高壓下進(jìn)行，粉末顆粒的再結(jié)晶和擴(kuò)散結(jié)合增強(qiáng)了坯件的致密度和機(jī)械性能。熱壓成形適用于制備難以通過(guò)冷壓成形制造的高性能材料。粉末成型8注射成型：將粉末與粘結(jié)劑混合，制成具有流動(dòng)性的料漿，然后注射到模具中成形。注射成型工藝原理：粉末注射成形將粉末與粘結(jié)劑混合，經(jīng)過(guò)脫脂和燒結(jié)工藝，得到最終制品。該技術(shù)適用于制造復(fù)雜形狀、高精度的零部件，如齒輪、醫(yī)療器械等。燒結(jié)9燒結(jié)指粉末或者壓坯在低于主要組分熔點(diǎn)的溫度下借助于原子遷移實(shí)現(xiàn)顆粒間聯(lián)結(jié)的過(guò)程。燒結(jié)10燒結(jié)初期：通過(guò)形核、長(zhǎng)大等原子遷移過(guò)程，顆粒間的原始接觸點(diǎn)或者面轉(zhuǎn)變成晶粒結(jié)合，形成燒結(jié)頸。燒結(jié)中期：原子向顆粒粘結(jié)面的大量遷移使燒結(jié)頸擴(kuò)大，顆粒間距縮小，孔隙的結(jié)構(gòu)變得光滑，形成連續(xù)的孔隙網(wǎng)絡(luò)。燒結(jié)后期：借助于體積擴(kuò)散將發(fā)生孔隙的孤立、球化和閉合。后續(xù)處理11一般情況下，燒結(jié)好的制件能夠達(dá)到所需性能，可直接使用。但有時(shí)還需進(jìn)行必要的后處理。如精壓處理可提高制件的密度和尺寸形狀精度;熱等靜壓可以消除增材制造過(guò)程中產(chǎn)生的微裂紋；塑性變形可以提高制品的致密度，改善性能；對(duì)鐵基粉末冶金制件進(jìn)行淬火等處理可改善其機(jī)械性能;將低熔點(diǎn)金屬滲入制件孔隙中去的熔滲處理可提高制件的強(qiáng)度、硬度、可塑性或沖擊韌性等。塑性變形121.提高致密度，細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度和塑性2.消除缺陷如原始粉末邊界、熱誘導(dǎo)孔隙和微裂紋等熱等靜壓和熱擠壓2195合金的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和斷口形貌13熱等靜壓和熱擠壓2195合金的元素分布熱等靜壓和熱擠壓2195合金的晶粒尺寸14性質(zhì)銅(Cu)鉬(Mo)鎢（W）族數(shù)IBVIBVIB電子排布3d104s14d55s15d46s1原子序數(shù)294274原子量63.5595.94183.85原子半徑/nm0.1860.1390.137晶體結(jié)構(gòu)fccbccbcc晶格常數(shù)a/nm0.3620390.3147370.31652密度/g.cm-38.9610.219.35熔點(diǎn)/℃1083.426203410沸點(diǎn)/℃256755605927比熱/kJ.(kg.K)-10.3840.24280.136電導(dǎo)率/106S.m-159.618.718.1電阻率/Ω.m1.7*10-55.2*10-45.5*10-4熱導(dǎo)率/W.(m.k)-1401138174熱膨脹系數(shù)/10-6.K-116.54.984.44莫氏硬度35-5.57.5抗拉強(qiáng)度/Mpa120475550彈性模量/Gpa145388407磁性抗磁性順磁性順磁性鎢、鉬和銅的物理性質(zhì)熱膨脹系數(shù)低強(qiáng)度高熔點(diǎn)高塑性好導(dǎo)熱率高導(dǎo)電率高金屬鎢/鉬金屬銅綜合性能優(yōu)異性能可調(diào)鎢銅/鉬銅復(fù)合材料成形性不好成分分布不均孔隙分布不均難以完全致密樣品尺寸較小存在問(wèn)題電子封裝領(lǐng)域良好的導(dǎo)熱性能較低的熱膨脹系數(shù)良好的真空性能良好的機(jī)加工性性能要求配料混粉熱等靜壓熱軋15Mo-50Cu復(fù)合材料不同熱軋制變形量的SEM顯微組織（a）熱等靜壓態(tài)，（b）38%，（c）56%，（d）70%16結(jié)構(gòu)功能層狀復(fù)合材料銅/鉬/銅(Cu/Mo/Cu，CMC)