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粉末冶金制品

等離子體溫度4000～10999℃，其氣態(tài)分子和原子處在高度活化狀態(tài)，而且等離子氣體內(nèi)離子化程度很高，這些性質(zhì)使得等離子體成為一種非常重要的材料制備和加工技術(shù)。

等離子體加工技術(shù)已得到較多的應(yīng)用，例如等離子體CVD、低溫等離子體PBD以及等離子體和離子束刻蝕等。目前等離子體多用于氧化物涂層、等離子刻蝕方面，在制備高純碳化物和氮化物粉體上也有一定應(yīng)用。粉末冶金汽車零件近年來已成為為中國(guó)粉末冶金行業(yè)大的市場(chǎng)，約50%的汽車零部件為粉末冶金零部件。而等離子體的另一個(gè)很有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域是在陶瓷材料的燒結(jié)方面[1]。

產(chǎn)成等離子體的方法包括加熱、放電和光激勵(lì)等。放電產(chǎn)生的等離子體包括直流放電、射頻放電和微波放電等離子體。SPS利用的是直流放電等離子體。

利用類似于SHS電場(chǎng)ji活作用的SPS技術(shù)，對(duì)陶瓷、復(fù)合材料和梯度材料的合成和致密化同時(shí)進(jìn)行，可得到65nm的納米晶，比SHS少了一道致密化工序[22]。利用SPS可制備大尺寸的FGM，目前SPS制備的尺寸較大的FGM體系是ZrO2(3Y)/不銹鋼圓盤，尺寸已達(dá)到100mm×17mm[23]。用SPS制備鐵電材料Bi4Ti3O12陶瓷時(shí)，在燒結(jié)體晶粒伸長(zhǎng)和粗化的同時(shí)，陶瓷迅速致密化。

用普通燒結(jié)和熱壓WC粉末時(shí)必須加入添加劑，而SPS使燒結(jié)純WC成為可能。用SPS制備的WC/Mo梯度材料的維氏硬度（HV）和斷裂韌度分別達(dá)到了24Gpa和6Mpa·m1/2,大大減輕由于WC和Mo的熱膨脹不匹配而導(dǎo)致熱應(yīng)力引起的開裂[24]。用SPS燒結(jié)鐵電陶瓷PbTiO3時(shí)，在900～1000℃下燒結(jié)1～3min,燒結(jié)后平均顆粒尺寸<。

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研的結(jié)果，中國(guó)2013 年平均單車汽車粉末冶金制品的用量至少有6kg，這其中2.3kg 的差額就是沒有統(tǒng)計(jì)在內(nèi)，是來自國(guó)外的粉末冶金用量（發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口或部分組裝零件進(jìn)口），這部分進(jìn)口替代需求構(gòu)成了未來粉末冶金零部件需求增長(zhǎng)的一部分。我們保守估計(jì)，未來車用粉末冶金國(guó)產(chǎn)化的替代率占據(jù)目前單車用量的6%-7%。文獻(xiàn)[41]中用脈沖電流在423K和500MPa下制備了Mg80Ni10Y5B5塊狀非晶合金，經(jīng)過分析其中主要是非晶相。

粉末冶金的應(yīng)用領(lǐng)域