粉末冶金烧结技术的研究进展..docx

总第 56期第 4期
贵阳金筑大学学报
2004年 12月
粉末冶金烧结技术的研究进展
（西安交通大学材料科学与工程学院
西安 710049
摘 要 :烧结作为粉末冶金最重要的一个工艺环节一直以来是人们研究的重
点 , 研究进展 , 以体现烧结在粉末冶金中的重要地位 , 推进新材料制备技术的发 展。
文献标识码 :B
关键词 :粉末冶金 烧结 新技术中图分类号 :TF124
0106-0108 复合化、高性能化、功能化、方向发展 , 求。 , , 小型化、自动 化、精密化、省能源、无污染的材料制备方法成为人们追求的目标 。现代粉 末冶金技术由于其少切屑 、无切屑及近净成形的工艺特点 , 在新材料的制备中发 挥了越来越大的作用。它的低耗、节能、节材 , 易控制产品孔隙度 , 易实现金 属 -非金属复合 , 金属 -高分子复合等特点使其 成为制取各种高性能结构材料 、特 种功能材料和极限条件下工作材料的有效途径 [1], 受到了人们的广泛关注。
从现代复合材料技术的理论来看 , 粉末冶金复合技术从微观上改变了单一材料 的性能 , 依靠扩散流动使物质发生迁移 , 同时原材料的晶体组织发生变化 , 最终
优育”出高性能的复合材料。而烧结作为粉末冶金生产过程中最重要的工序 ,
直以来是人们研究的重点 , 各种促进烧结的方法不断涌现 , 对改进烧结工艺 , 提高 粉末冶金制品的力学性能 , 降低物质与能源消耗 , 起了积极的作用。本文简单介 绍近几年出现的几种烧结新技术 , 以期反映粉末冶金在高技术领域 所起的重要作 用。
1、放电等离子体烧结（Spark Plasma Sintering
放电等离子体烧结（SPS也称作等离子体活化
烧结（Plasma Activated Sintering ,PAS或脉冲电流热 压烧结（Pulse Current
Pressure Sintering是自90年代以来国外开始研究的一种快速烧结新工艺 [2]。由 于它融等离子体活化、热压、电阻加热为一体，具有烧结时间短、温度控制准 确、易自动化、烧结样品颗粒均匀、致密度高等优点，仅在几分钟之内就使烧 结产品的相对理论密度接近100%,而且能抑制样品颗粒的 长大，提高材料的各种 性能，因而在材料处理过程中充分显示了优越性。
将瞬间、断续、高能脉冲电流通入装有粉末的模 具上，在粉末颗粒间即可产 生等离子放电，由于等离 子体是一种高活性离子化的电导气体，因此，等离子体能
迅速消除粉末颗粒表面吸附的杂质和气体 ，并加快物质高速度的扩散和迁移，导致
粉末的净化、活化、均化等效应。第三代SPS设备采用的是开关直流脉冲电 源，在50Hz供电电源下，发生一个脉冲的时间 为312ms ,由于强脉冲电流加在粉
末颗粒间，即可产生诸多有利于快速烧结的效应。首先，由于脉冲放电产生的放 电冲击波以及电子、离子在电场中反方向 的高速流动，可使粉末吸附的气体逸散， 粉末表面的起始氧化膜在一定程度上可被击穿，使粉末得以净化、活化；其次, 由于脉冲是瞬间、断续、咼频率发生，
601?①收稿日期：2004-6-10作者简介：林芸（1965-,女，高级工程师，西安交
通大学材料与工程学院在读工程硕士 ，主要研究方向：金属基复合材料制 备工艺。
在粉末