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为了提高2024Al基复合材料的强度和塑性，通过球磨和放电等离子烧结技术（SPS）制备了TiB_2-C_f(Ni)/2024Al复合材料。使用SEM对所制备材料的微观组织进行表征；使用XRD对材料的物相组成进行表征；使用维氏硬度计对复合材料的硬度进行测试；使用拉伸试验机对所制备材料的拉伸力学性能进行测试，并且通过拉伸断口的SEM形貌分析了所制备材料的断裂机理。结果表明：在TiB_2-C_f(Ni)/2024Al中，碳纤维和TiB_2均匀分布在铝基体中，其析出相Al2Cu、Al2CuMg的尺寸比2024Al、TiB_2/2024Al、C_f(Ni)/2024Al析出相的尺寸更加细小。TiB_2-...

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2024Al Ti B2 铝基复合材料 碳纤维

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碳化硅陶瓷因自身优良的物理化学性能而具有广泛的应用前景。碳化硅的化学键结合特性决定了其难以烧结成型,因此如何制备高质量碳化硅陶瓷是领域内的难点之一。本研究以三元稀土碳化物Dy3Si2C2作为新型SiC陶瓷的烧结助剂,依据Dy-Si-C体系的高温相转变原位促进碳化硅的烧结致密化。采用放电等离子烧结技术,利用金属Dy与SiC反应生成Dy3Si2C2,对Dy3Si2C2包裹的SiC粉体进行烧结。在1800℃、45 MPa的烧结条件下,得到了致密度为99%、热导率为162.8 W·m^–1·K^–1的高纯度碳化硅陶瓷。进一步的研究表明,高温下Dy3Si2C2与SiC发生共晶反应,在晶界处产生的液相促进了SiC陶瓷的致密化,表明稀土层状碳化物Re3Si2C2(Re=La,Ce…)有助于SiC的烧结致密。

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Dy3Si2C2 SIC 放电等离子烧结 熔盐

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高熵陶瓷是一类新兴的陶瓷材料,因其独特的结构和性能,近年来受到广泛的关注。本文从高熵陶瓷的定义出发,通过概述固相反应法、前驱体热解法以及放电等离子烧结法等高熵陶瓷制备方法,介绍了合成高熵陶瓷的工艺流程;并且详细阐述了近年来高熵氧化物、高熵碳化物、高熵二硼化物等体系的高熵陶瓷的研究成果,对不同体系的高熵陶瓷的特点和应用前景进行了归纳和总结。

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高熵陶瓷 性能 应用 制备方法

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碳化硅陶瓷因自身优良的物理化学性能而具有广泛的应用前景。碳化硅的化学键结合特性决定了其难以烧结成型,因此如何制备高质量碳化硅陶瓷是领域内的难点之一。本研究以三元稀土碳化物Dy_3Si_2C_2作为新型SiC陶瓷的烧结助剂,依据Dy-Si-C体系的高温相转变原位促进碳化硅的烧结致密化。采用放电等离子烧结技术,利用金属Dy与SiC反应生成Dy_3Si_2C_2,对Dy_3Si_2C_2包裹的SiC粉体进行烧结。在1800℃、45 MPa的烧结条件下,得到了致密度为99%、热导率为162.8W·m~(–1)·K~(–1)的高纯度碳化硅陶瓷。进一步的研究表明,高温下Dy_3Si_2C_2与SiC发生共...

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Dy_3Si_2C_2 SiC 放电等离子烧结 熔盐

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高熵陶瓷是一类新兴的陶瓷材料,因其独特的结构和性能,近年来受到广泛的关注。本文从高熵陶瓷的定义出发,通过概述固相反应法、前驱体热解法以及放电等离子烧结法等高熵陶瓷制备方法,介绍了合成高熵陶瓷的工艺流程;并且详细阐述了近年来高熵氧化物、高熵碳化物、高熵二硼化物等体系的高熵陶瓷的研究成果,对不同体系的高熵陶瓷的特点和应用前景进行了归纳和总结。

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高熵陶瓷 性能 应用 制备方法

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本发明公开了一种实现VO2发生A相向M相转变的方法。该方法通过水热法制备棒状VO2(A)，利用放电等离子烧结技术将其转化为VO2(M)。将VO2(A)粉末装入模具内，利用脉冲能、放电脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高温场促进VO2(A)向VO2(M)的转化。合适的压制压力诱导A相向M相转化，首先通过脉冲电流的活化过程，诱导A相向M相开始相变，然后通过恒定的低温加热促进相变，较低的温度和较短的保温时间避免了晶粒长大，焦耳热快的加热速率避免了由扩散过程导致的晶粒粗化，在不改变纳米结构的前提下，快速实现了VO2(A)向VO2(M)的转变。

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本发明公开一种金刚石/铜复合导热材料及其制备方法，本发明首次引入原位生长的碳纳米管中间层用以改善铜/金刚石复合材料的热导率。以Co(NO3)2·6H2O作为催化剂，用沉积‑沉淀法制备出钴/铜催化前驱体，再利用化学气相沉积法，以金属Co催化气态碳源，原位生长碳纳米管，在铜表面形成碳纳米管界面层。最后利用放电等离子烧结技术制备金刚石/碳纳米管/铜复合材料。该复合材料相较于未改性金刚石/铜材料的热导率有了显著提升，本发明为制造高性能金属基复合材料提供了一种有效的新策略。

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本发明公开了一种放电等离子烧结纳米粉末制备ZrB2基超高温陶瓷的方法，属于一种陶瓷材料的制备方法。本发明采用放电等离子烧结工艺相比于传统烧结方式具有烧结时间短、升温速率快的特点，实现了在短时间内制备致密度高、力学性能和抗氧化性能优异ZrB2‑SiC超高温陶瓷材料，为超高温陶瓷的快速制备提供了工艺流程。

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本发明属于无机复合材料连接技术领域，涉及一种ZrB2基陶瓷的连接方法。本发明采用放电等离子烧结法连接ZrB2‑SiC陶瓷，陶瓷间利用Ni粉作为钎焊填料。放电等离子烧结连接过程中，Ni在陶瓷集体中发生扩散并与陶瓷基体成分发生反应，结合放电等离子烧结法局部加热的特性，克服了连接时间长和连接件接头区域元素分布不均匀的问题、显著缩短了连接时长、得到的ZrB2‑SiC/Ni/ZrB2‑SiC陶瓷接头元素分布较均匀、接头力学性能良好。工艺过程中，陶瓷基体承受的环境温度相对较低，减缓了其晶粒的长大；放电等离子烧结连接方法具有等离子电场扩散的特点，有效促进了元素的扩散并使得Ni与陶瓷基体成分分布均匀。通过该方法提升了接头的结构完整性，提高了结构的力学性能。

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CuW合金具有良好的导电性和导热性，硬度适中，耐电弧烧蚀能力强，广泛的应用于中高压断路器中。目前主要用熔渗烧法生产铜钨触头，但产品中铜钨两相分布不均。开发新型触头材料周期长成本高，现阶段可行的办法是在原有铜钨材料的基础上改性。本课题通过化学镀在W粉表面沉积铜，利用放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering，简称SPS）烧结获得了两相均匀的铜钨合金，并在此基础上分别添加不同质量分数的石墨烯和Al2O3，研究掺杂相对铜钨合金微观组织、静态机械性能及真空击穿性能的影响。主要内容和结果如下： 1）化学镀铜速度影响镀层质量，通过正交实验确定影响镀铜速率的主要因素，并分别探究各主要因素对镀层形貌的影响。化学镀铜涉及变量众多，每一个因素的变化都会导致沉积速率和镀层质量发生变化，在这些因素中既有主要因素又有次要因素，对主要因素进行控制是获得优良镀层的关键。正交试验结果表明影响因素大到小分别为沉积温度、二联吡啶浓度、镀液pH值、甲醛浓度、络合剂浓度比。沉积温度提高和PH增大能够使沉积速率加快，伴随着镀层粗糙、镀液稳定性下降。二联吡啶具有稳定化学镀过程的作用。通过实验得出，沉积温度为40 ℃，镀液pH为12，二联吡啶浓度为40 mg/L时，能够获得较快的镀速和质量良好的镀层。 2）用铜钨混合粉探究了放电等离子烧结温度对铜钨合金性能的影响。设置了铜熔点以下（970 ℃），铜熔点以上（1150 ℃、1250 ℃）三个温度水平，温度能够改变烧结过程中铜的塑性变形和液相流动能力，铜在熔点以下烧结时只具有塑性变形能力，熔点以上铜才具有流动能力，且温度越高流动性越强，越能够填充钨骨架得到更加致密的材料。实验发现烧结温度能够显著改善铜钨合金的显微组织，减少孔隙，提高铜钨合金的密度，与此同时材料的电导率、硬度也会得到相应的提高。 3）在确定的烧结工艺下探究铜钨包覆粉以及石墨烯和Al2O3对合金最终性能的影响。铜钨混合粉和铜钨包覆粉作为对比探究钨粉化学镀铜对铜钨合金组织均匀性的影响，实验表明使用镀铜钨粉制备的铜钨合金组织均匀性更好。组织决定性能，Cu@W合金的密度、硬度、电导率比CuW合金高得多。复合石墨烯和Al2O3的Cu@W合金能够细化钨颗粒，提高材料硬度，但降低了材料的密度和电导率。 4）制备的不同合金用真空电弧击穿，研究其耐电弧烧蚀性能。结果表明Cu@W合金由于组织均匀能使电弧分散，不至于在富铜区域集中反复的烧蚀。复合石墨烯和Al2O3后材料的耐压强度有降低的趋势，其较低的功函数以及引入的相界面成为击穿时的首选相，达到了引导电弧烧蚀的作用。石墨烯和Al2O3的蒸气压不同导致相同温度下产生的蒸汽不同，由固相直接升华的气相从液态熔池中释放时造成液相铜的喷溅。石墨烯的蒸气压较低，液相铜溅射程度低能够保留在中心区域，Al2O3的蒸气压高，在蒸汽作用下铜溅射到熔池四周。

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CuW合金 SPS烧结 掺杂 电触头 化学镀铜 真空烧蚀

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