铁粉电流活化烧结的电学行为及其烧结体的组织性能研究

发布时间：2022-10-21 11:05

　　电流活化烧结技术是一种高效的粉末烧结方法，可在极短的时间实现高致密化，能较容易获得较传统方法细小的组织，特别适合于超细晶致密材料的快速制备。基于电流活化烧结技术在制备超细晶致密粉末冶金材料方面的优势，将该项技术应用于铁基粉末的快速烧结，可有望提升铁基粉末冶金材料和零件的综合性能，且拓展铁基制品的应用范围。然而，电流活化烧结过程及其烧结机理研究的不完善极大地制约了电流活化烧结技术在实际中的应用。 因此，本论文以铁粉为原料，对电流活化烧结过程及其烧结机理进行深入研究。 首先，根据外加载荷和金属粉末压坯电阻的变化规律，建立一个描述外加载荷与电流均匀性关系的电网络模型，并由此计算出当全部粉末颗粒均形成电接触时的临界外加载荷值。采用电流活化烧结技术进行烧结时，初始外加载荷需大于临界值，以保证电流能在压坯内所有颗粒中通过。 结合经典电接触理论和电网络模型结果可知，在电流活化烧结羰基铁粉时，颗粒内部与颗粒接触界面之间的温度差异非常小。这与目前普遍接受的观点，即电流活化烧结初期阶段粉末颗粒接触界面形成局部高温，截然不同。粉末颗粒间接触界面形成和长大主要机制是热连接、电迁移和接触力。这... 

【文章页数】：107 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电场对电流活化烧结的作用
        1.2.1 电流的一般作用
        1.2.2 脉冲电流的作用
        1.2.3 加热速率的作用
    1.3 应力场对电流活化烧结的作用
    1.4 电流活化烧结过程的温度场分布
    1.5 多场耦合概念及磁场应用
    1.6 研究意义和主要内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 主要研究内容
        1.6.3 课题来源
第二章 电流活化烧结羰基铁粉初始阶段电学行为研究
    2.1 引言
    2.2 外部载荷－电流均匀性模型
    2.3 实验设备、材料及方法
        2.3.1 电流活化烧结电源
        2.3.2 实验材料与方法
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 电流活化烧结羰基铁粉初始阶段的电流均匀性
        2.4.2 低外加载荷下的电流活化烧结羰基铁粉
    2.5 本章小结
第三章 羰基铁粉压坯的电学行为研究
    3.1 引言
    3.2 实验设备、材料及方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 经典伏安特性
        3.3.2 恒定电压测试
    3.4 本章小结
第四章 工艺参数对电流活化烧结铁基粉末材料的影响
    4.1 引言
    4.2 实验设备、材料及方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 温度－位移量和温度－位移变化率曲线
        4.3.2 烧结压力对组织和力学性能的影响
        4.3.3 烧结温度对组织和力学性能的影响
        4.3.4 烧结样品内部的组织均匀性
    4.4 本章小结
第五章 合金成分对电流活化烧结铁基粉末材料的影响
    5.1 引言
    5.2 实验设备、材料及方法
        5.2.1 电流活化烧结设备
        5.2.2 实验原料
        5.2.3 实验方法
    5.3 实验结果
        5.3.1 球磨粉末表征
        5.3.2 烧结试样相分析
        5.3.3 烧结试样显微组织分析
        5.3.4 烧结试样硬度
        5.3.5 烧结试样压缩性能
    5.4 讨论
        5.4.1 实际烧结温度和测量温度的差异
        5.4.2 Fe-Cu-Ni-Mo-C 试样的相转变
        5.4.3 连续和不连续屈服行为
        5.4.4 加工硬化行为
        5.4.5 最终压缩强度
    5.5 本章小结
结论
    本文主要创新点
    本文的不足以及对后续工作的建议
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]多场耦合下的粉末成形固结理论及关键技术[J]. 李元元,李小强.  华南理工大学学报(自然科学版). 2007(10)
[2]现代粉末冶金材料和技术发展现状(二)[J]. 黄伯云,易健宏.  上海金属. 2007(04)
[3]轴向交变磁场对电场活化烧结工艺温度场影响的数值模拟[J]. 郭亮,李元元,李小强,杨俊逸,杨超,刘允中,陈维平.  机械工程材料. 2007(01)
[4]模具的热电属性对电流烧结温度场的影响[J]. 杨俊逸,李元元,李小强,郭亮,陈维平.  特种铸造及有色合金. 2007(01)
[5]脉冲频率对铁基粉末脉冲电流烧结过程的影响[J]. 龙雁,李元元,李小强,邱诚,罗宗强.  中国有色金属学报. 2006(12)
[6]脉冲磁场处理对碳纳米管掺杂MgB2线材临界电流密度的影响[J]. 陈荣华,朱明原,李瑛,李文献,金红明,窦士学.  物理学报. 2006(09)
[7]电火花烧结的发展趋势[J]. 王海兵,刘咏,羊建高,龙郑易.  粉末冶金材料科学与工程. 2005(03)
[8]放电等离子烧结技术与新材料研究[J]. 张久兴,张忻,岳明,周美玲,左铁镛.  功能材料信息. 2004(03)
[9]放电等离子烧结技术与新材料研究[J]. 张久兴,张忻,岳明,周美玲,左铁镛.  功能材料信息. 2004 (03)
[10]放电等离子烧结技术的原理及应用[J]. 冯海波,周玉,贾德昌.  材料科学与工艺. 2003(03)

博士论文
[1]TiB2-BN复相陶瓷的制备及性能研究[D]. 王玉成.武汉理工大学 2002



本文编号：3695513