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发布日期:2020-07-11 01:19

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  粉末冶金技术 2019年2月28日 星期四 目录 1 粉末冶金概述 新型能源材料 多孔金属材料 2 应用现状 3 发展方向 概述 概述 ?粉末冶金技术是指使用金属或非金属粉末为原 料,混合添加剂后填充模具,经压制成形(粉末压 坯),并烧结而得到制品的技术。 ?特点 (1)改善组织,可制备各种结构件及功能材料。 (2)可以制备高性能非平衡材料,这些材料具有优异 物理性能。 (3)可以容易地实现多种类型的复合。 (4)降低生产的资源和能源消耗。 (5)有效进行材料再生和综合利用。 概述 ? 应用: 汽车、摩托车、纺织机械、工业缝纫机、电动工 具、五金工具、电器工程机械等各种粉末冶金 (铁铜基)零件。葡京澳门赌场官网 ? 分类: 粉末冶金多孔材料、粉末冶金减摩材料、粉末冶 金摩擦材料、粉末冶金结构零件、粉末冶金工模 具材料、粉末冶金电磁材料和粉末冶金高温材料 等。 应用现状 ?粉末冶金技术在新能源材料的应用 核能材料、锂离子电池材料、燃料电池材料、储氢材料、 太阳能材料和风能材料等。 ?粉末冶金技术制备金属多孔材料的应用 生物金属多孔材料、形状记忆合金多孔材料、 多孔钨电极、多孔不锈钢和多孔铜的制备。 1、能源材料 ?锂离子电池材料 锂离子电池材料中的应用主要体现在采用固相法和液 相法制备电极材料粉末上。金属粉末冶金过程 固相法:高温固相法,碳热还原法和微波法等; 液相法:溶胶一凝胶法、水热法、沉淀法等。 ?高温固相法 原料 球磨 还原气氛300~400℃煅烧释放气体 500~800℃煅烧12h 正极材料 1、能源材料 ? 液相合成法 ——沉淀法 将适当的原材料溶解后,加入其他化合物以析出沉淀, 干燥、焙烧后得到产物,该产物一般FePO4、NH4FePO4和 LiFePO4。 ——水热法 混料——溶解——搅拌——干燥——清洗分离 1、能源材料 ?核材料 粉末冶金在核材料中主要应用于核结构材料。 常用机械合金化法制备弥散强化钢。 1、能源材料 ?储氢材料 储氢合金是指在一定温度和氢气压力下能可逆地大量吸收、 储存和释放氢气的金属间化合物。 储氢合金材料的制备涉及到熔炼法、机械合金化法、氢化 燃烧合成法和还原扩散法等。采用熔炼的方法制备的储氢合金 容易造成成分偏析,对于先进的储氢合金,一般采用机械合金 化、氢化燃烧合成和还原扩散法等粉末冶金技术来制备。 1、能源材料 ?风能&太阳能材料 粉末冶金技术在风电机组中的应用包括制动片的制备和 永磁钕铁硼材料的制备。 目前常用的风电机组的机械制动材料为铜基粉末冶金摩 擦材料,一般由基体及基体强化组元、摩擦组元和润滑组元 组成,采用粉末压制烧结工艺制备而成。 粉末冶金技术在太阳能材料中的应用主要是利用气相沉 积技术制备薄膜太阳能电池,太阳能选择性吸收涂层。 2、多孔材料 金属多孔材料具有密度小、比表面积大、抗冲击性能高、 通透性好等优点,具有足够的强度和韧性、耐高温和耐热震 性,可以在高低温下工作且寿命长、容易制备,因此金属多 孔材料成为当今研究的热点。 金属多孔材料被广泛应用于航空航天、原子能、交 通、石油化工、生物、粉末冶金制品机械、医疗、建筑、环保等行业中。 2、金属粉末冶金烧结多孔材料 ? 形状记忆合金(SMA)多孔材料 TiNi SMA具有独特的形状记忆效应、良好的力学性能、优良的抗蚀性 和生物相容性,葡京澳门赌场官网,在氩气保护中,采用压缩和弯陆试验,对元素粉末烧 结的多孔TiNi合金的应力.应变性能进行了研究。结果表明,多孔 TiNi合金的最大抗压缩强度和抗弯曲强度取决于多孔TiNi的密度和烧 结条件。 2、多孔材料 ? 多孔生物材料 为保证生物医用多孔金属材料的力学相容性和生物相容 性,必须使其具有合适的孔形貌、孔径、孔隙度及保持高纯 度,这样其制备方法就显得非常重要。目前生物医用多孔金 属材料的制备工艺仍不完备,由于粉末冶金方法可较好控制 孔的参数,所以大多数研究者都采用此法。 由粉末冶金方法制备的多孔生物材料(如多孔钛)具有 与骨组织结合良好的多孔结构和相容性。弹性模量低于40 GPa,非常接近于自然骨的强度。其孔结构和力学性能与自 然骨都非常的接近。 2、多孔材料 ? 不锈钢多孔材料 主要的工艺流程以不锈钢粉末与造孔剂(大多数的造孔剂都是高分子 聚合物)混合,然后在保护性气体或者真空中烧结而成。金属粉末的选区 激光烧结成形技术(SLS)在无需任何硬质工模具或模型的情况下,能快速 制备出不同材料的复杂形状零件,缩短制造周期,增强产品竞争优势。 发展方向 ?参考文献 1、郭志猛,等.粉末冶金技术在新能源材料中的应 用,粉末冶金工业,2013.06 2、乔吉超,等.粉末冶金技术制备金属多孔材料研 究进展,稀有金属材料与工程,2008.11 3、贾成厂.日本下一代粉末冶金技术简介,粉末冶 金技术,2013.04