放电等离子烧结W-Ti合金的组织和性能

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:gaoruizhou
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着W-Ti薄膜的广泛应用,作为溅射靶材的W-Ti合金的组织性能成为研究的热点。研究表明,W-Ti合金的组织性能决定溅射后膜的性能。传统的制备方法通常是经过复杂的烧结工艺获得性能良好的W-Ti合金,不利于产品化生产。因此寻求兼顾合金性能良好和烧结工艺简单的制备方法成为当前W-Ti合金研究的重点。本文采用高能球磨结合不同烧结工艺制备了 W-Ti合金,依次研究了烧结方法、烧结温度、Ti含量和W粉粒径对W-Ti合金组织性能的影响,并根据合金的互扩散系数讨论了烧结过程中的微观扩散机制。通过实验结果分析得出以下主要结论:高能球磨过程减小了 W粉的晶粒尺寸,增加了 W粉中的微观应变,为促进Ti向W中扩散提供了理论上的可行性。在本实验条件下,对比真空烧结、热压烧结和放电等离子烧结(SPS)三种不同方法,热压烧结的W-10Ti合金具有最好的组织和性能。虽然SPS烧结的合金的组织性能比热压烧结制备的合金略差,但SPS烧结时间较短,互扩散系数大,制备出的合金组织性能具有较大的提升空间,是一种很有前景的W-10Ti合金制备新技术。分别在1300℃、1400℃、1500℃下利用SPS系统制备了 W-IOTi合金。实验结果表明,SPS烧结温度越高,合金的组织性能越好。在1500℃下制备的W-10Ti合金,获得的合金富钛相含量少且组织细小均匀,致密度、电导率、硬度、弹性模量和合金断裂韧性强度等性能良好。利用SPS系统在1400℃下分别制备了 W-5Ti、W-10Ti和W-15Ti合金。随着Ti含量的增加,合金的致密度逐渐增加。但Ti含量的增加使W-Ti合金中富钛相含量急剧增加,导致W-Ti合金的电导率、硬度、弹性模量等性能均呈现先增后减的趋势,在Ti含量为1 0wt%时为最优。在SPS烧结过程中,微米级(8μm)W粉末颗粒间存在较大的空隙,有利于形成等离子体,促进合金的烧结进程,所以微米W粉制备的W-10Ti合金的组织性能优于亚微米级(0.4μm、0.8μm)W粉,合金的致密度、电导率、硬度和弹性模量分别为92.8%、4.9S/m、843.4HV0.1和273.1GPa,断裂韧性为 10.34MPa·m1/2。
其他文献
在工业生产中,由于材料的清洁度、工艺的需求及工业环境的限制等多方面因素,导致材料中会残余非金属夹杂物。看似光滑的材料表面在显微镜下观察是由大小不同的微凸体所组成,靠近接触表面的夹杂物实际上是存在于大大小小的微凸体中。在元件(如轴承、齿轮、钢轨等)的接触过程中,这些夹杂物会对微凸体的接触性能产生十分明显的影响,其可能会降低微凸体抵抗塑性变形的能力,在滚动循环接触下,其会造成塑性变形的累积,进而导致裂
随着科学技术的不断进步,传统的钢铁材料在实际应用中已经难以满足需求,而激光熔覆技术的出现为该问题的解决提供了一条新途径。作为一种新型的材料表面改性工艺,激光熔覆技术能够有效地提高基材表面的性能,延长材料使用年限,但激光熔覆时熔覆层具有高温、快速、复杂的冶金特点,熔覆层在成型过程中会发生复杂的物理化学反应,采用传统的试验方法难以进行实时研究,故而,探索一条新的研究熔覆层成型过程的途径就具有重大的实际
随着工业4.0的推进,工业设备的操作培训越来越多地与信息技术相结合,将混合现实技术应用于工业领域的培训成为当今发展趋势。本文基于HoloLens设备,以MRTK和Unity 3D为开发引擎设计开发了基于混合现实的印刷机操作培训系统。相比传统虚拟操作培训系统,其多模态的交互方式真正实现双手的解放,新颖的虚实融合操作培训方案,增强了学员的学习兴趣和真实感体验,提高了操作培训的效率。本文完成的主要工作和
金属板材单点增量成形是一种新型的板材柔性加工技术。该技术在板材成形过程中不需要模具或者仅需要简单的支撑装置、所需成形力小、自动化程度高,适合零件的研发试制和小批量生产,能满足市场对产品的多样性和个性化的需求。但是,金属板材单点增量成形质量还难以满足实际应用要求,因此需要对板料成形过程中材料的塑性变形机理进行深入分析。本文采用数值模拟和实验研究相结合的方法,对板料变形过程中各部位材料的变形情况及成形
日益增加的订单量和繁琐的订单种类,使得袜企面临了新的市场考验。引进自动化生产,建立健全袜品企业生产管理系统,已经成为各个袜企应对机遇挑战的首选。本文基于该背景,分析了袜品行业的国内外研究,针对袜业数字化转型升级的需求,在袜品智能生产线设备配置的基础上,对其生产调度系统进行了设计规划,对系统中的核心模块订单信息管理进行了详细设计,建立数学模型对袜品订单完成时间进行了分析,开发了该模块中的订单分配和设
深孔加工占机械加工孔加工量的40%左右,是机械加工领域至关重要的一道工序。深孔加工中一直存在着加工过程复杂、断屑排屑困难等问题,制约了深孔加工技术的发展。本文以错齿BTA深孔钻头为研究对象,利用有限元仿真和实验相结合的方法,对深孔钻削过程中的切屑形成机理、切屑形态、钻削力及钻削温度等进行了详细的研究,为实际的内排屑深孔钻削加工过程切削工艺参数的优化和错齿BTA钻头的设计提供参考。本文分析总结了几种
高强度高导电性的铜合金是一类具有优良综合物理性能和力学性能的功能材料,它广泛应用于电器设备、电力工业、焊接、热交换器等方面。如何使得该类合金同时具有高强度和高导电率是国内外一直以来竞相研究的热点。要满足上述的性能,铜合金设计首先需面对的一个问题是如何有效的协调其强度和电导率之间存在的矛盾。本文主要研究了四种不同Cr含量的Cu-Cr-(Si)合金,利用OM、SEM、TEM观察分析了合金的组织及析出相
钨钛合金因为具有抗腐蚀性和抗氧化性能好,导电导热性能好等优异性能,而经常被做成薄膜材料广泛用于半导体金属连接处的扩散阻挡层。W-Ti合金阻挡层主要由W-Ti合金靶材溅射镀膜而成,在实际应用中靶材的性能尤为重要,而其性能主要取决于合金的制备工艺,国内在W-Ti合金制备方面的研究起步较晚,目前成为研究的一大热点。本文以W粉、Ti粉和TiH2粉为原材料,W-1 0%Ti为研究体系,采取机械球磨工艺和真空
钛-钢复合板广泛用于石油、化工、海水淡化及造船等行业。由于钛和钢之间的线膨胀系数差异较大,焊接残余应力易导致接头开裂,大量脆性金属间化合物弱化接头力学性能,熔化焊接难度较大。本文依据过渡区焊缝金属高熵化技术思路,设计熔焊对接TA2-Q345复合板坡口形态及尺寸,通过对复合板结合层熔焊过程数值模拟,确定焊接工艺参数。实施TA2-Q345复合板的TIG熔焊对接。分析了接头组织,研究焊接工艺对接头组织及