先进成型与烧结技术-2015剖析.ppt

SPS---材料合成的新方法 场作用下的原子扩散加快 加快材料合成过程 提高材料纯度 降低合成工艺温度 细小的合成产品 制备高纯度、纳米晶粉末 SPS过程中的原子扩散 sheet wirelike particles Three models for analysis of atoms diffusion Interfaces of SPS treated Ni/Cu Cu Ni 上压头 下压头 Interfaces of SPS treated Fe/Cu 5μm 5μm5 Fe Cu 800℃, 5min 750 ℃, 5min Fe Cu 850℃, 5min 5 5μm5 Fe Cu Content (%) Distance (um) Content (%) Distance (um) Diffusion coefficients at the interfaces of Fe/Cu under different sintering conditions Heating Mode Temperature (K) Holding Time (s) Distance of Diffusion (um) Diffusion Coefficients (10-13cm2/s) Fe Cu SPS 1073 300 0.73 1.88 1.54 1123 1.86 2.02 1.90 1173 2.40 2.99 3.26 HP 1073 3600 1.89 0.212 0.216 1123 2.02 0.243 0.237 1173 2.40 0.297 0.265 Temperature fields Analysis Layer out for Measuring Temperature Temperature fields Analysis Calculated results of temperature fields (0-20mm : TiB2-BN , 20mm-45mm:die) Tested temperature vs. heating time （TiB2-BN，3K/s） Temperature fields Analysis Calculated temperature for Cu Tested temperature vs. heating time (Cu,2K/s) 双加热模式快速烧结技术 相互独立的二套内、外加热系统的匹配是在快速升温条件下实现均温场的关键和难点。 将大电流加热和辐射加热结合 以大电流内加热实现快速、活化烧结 以辐射外加热实现温度场均匀分布 双加热模式的优化配置 双加热模式快速烧结装备 烧结温度场的物理与数学模型 烧结温度场计算机模拟 中心温度 边缘温度 （a）t=0min （b）t=1min 温度T/℃ t0 100 300 500 700 温度T/℃ t2 100 300 500 700 Measured T distributions during SPS welding of Ti-6Al-4V 温度T/℃ t5 100 300 500 700 100 300 500 700 温度T/℃ t105 （c）t=5min （d）t=10min a 20μmμ b 2μm μ Joining of Ti-6Al-4V/ Ti-6Al-4V by SPS M/C welding (a) Ni interlayer ; (b) Cu interlayer. TiB2-Ni cermets Ni foil Ti6Al4V a TiB2-Ni cermets Cu foil Ti6Al4V b ? 石墨模具 温度/ 0C 保温 /min 压力/ MPa 抗拉强度/MPa 损坏点 SPS 无 600 5 5 789 连接处 650 5 5 826 连接处 700 5 5 893 基体 有 750 10 5 254 连接处 800 10 5 430 连接处 850 10 5 886 基体 HP 无 800 30 16 62 连接处 60 16 650 连接处 Comparing of joining of joined Ti-