粉末冶金成型

在自蔓延燃烧合成（SHS）中，电场具有较大ji活效应和作用，特别是场ji活效应可以使以前不能合成的材料也能成功合成，扩大了成分范围，并能控制相的成分，不过得到的是多孔材料，还需要进一步加工提高致密度。利用类似于SHS电场ji活作用的SPS技术，对陶瓷、复合材料和梯度材料的合成和致密化同时进行，可得到65nm的纳米晶，比SHS少了一道致密化工序[22]。而粉末冶金制品则常远远超出材料和冶金的范畴，往往是跨多学科（材料和冶金，机械和力学等）的技术。

铁电材料

用SPS烧结铁电陶瓷PbTiO3时，在900～1000℃下烧结1～3min,烧结后平均颗粒尺寸<1μm，相对密度超过98%。由于陶瓷中孔洞较少[31]，因此在101～106HZ之间介电常数基本不随频率而变化。

用SPS制备铁电材料Bi4Ti3O12陶瓷时，在烧结体晶粒伸长和粗化的同时，陶瓷迅速致密化。用SPS容易得到晶粒取向度好的试样，可观察到晶粒择优取向的Bi4Ti3O12陶瓷的电性能有强烈的各向异性[32]。

用SPS制备铁电Li置换IIVI半导体ZnO陶瓷，使铁电相变温度Tc提高到470K，而以前冷压烧结陶瓷只有330K[34]。

?粉末冶金技术工艺过程

粉末冶金技术工艺过程

一、粉料制备与压制成型

常用机械粉碎、雾化、物理化学法制取粉末。制取的粉末经过筛分与混合，混料均匀并加入适当的增塑剂，再进行压制成型，粉粒间的原子通过固相扩散和机械咬合作用，使制件结合为具有一定强度的整体。力学特性粉末的力学性能即粉末的工艺性能，它是粉末冶金成形工艺中的重要工艺参数。压力越大则制件密度越大，强度相应增加。有时为减小压力和增加制件密度，也可采用热等静压成型的方法。

二、烧结

将压制成型的制件放置在采用还原性气氛的闭式炉中进行烧结，烧结温度约为基体金属熔点的2/3～3/4倍。由于高温下不同种类原子的扩散，粉末表面氧化物的被还原以及变形粉末的再结晶，使粉末颗粒相互结合，提高了粉末冶金制品的强度，并获得与一般合金相似的***。国内近三年也开展了用SPS技术制备新材料的研究工作[1,3]，引进了数台SPS烧结系统，主要用来烧结纳米材料和陶瓷材料[5～8]。经烧结后的制件中，仍然存在一些微小的孔隙，属于多孔性材料。

三、后处理

一般情况下，烧结好的制件能够达到所需性能，可直接使用。但有时还需进行必要的后处理。如精压处理，可提高制件的密度和尺寸形状精度；对铁基粉末冶金制件进行淬火、表面淬火等处理可改善其机械性能；为达到润滑或耐蚀目的而进行浸油或浸渍其它液态润滑剂；将低熔点金属渗入制件孔隙中去的熔渗处理，可提高制件的强度、硬度、可塑性或冲击韧性等。特别需要发展全自动化的SPS生产系统，以满足复杂形状、高性能的产品和三维梯度功能材料的生产需要[42]。

粉末冶金技术应用

1、CNC油压成形技术

CNC油压成形技术经过多年的开发已经进入量产阶段，虽然其购入成本较高但仍有多项优点，值得注意与重视。台湾保来得已有四台机器加入生产行列，如图示。亚洲其他***的粉末冶金厂，如中国大陆、韩国、日本也都进行相同的设备的***。

2、快速冷却(Rapid Cooling)

快速冷却炉其主要原理是在一般烧结炉的后段加上冷却段之结构，产品在经过烧结本体后，以附加的快速冷却设备，利用高压马达输出强烈的冷风，加速冷却的原理，使粉末冶金产品获得理想的金属***与硬度，而不需再度热处理。此工程技术可提率节省成本。

具体的优点可归纳如下：(1)具高强度及硬度；(2)节省热处理制程；(3)外观清洁度佳 (4) 尺寸控制安定。此项技术在欧洲的德国应用早。

3、微波烧结(Microw***e sintering)

微波烧结在学术界及研究单位已经研究多年，美国 Spheric Technologies, Inc., 首先建造了可以用于小量生产的高温微波烧结炉，此设备适用于金属及陶瓷产品的雏型产品开发，但是受限于设备的开发及成本，该项技术还没有真正实现大规模应用。山东金聚粉末冶金有限公司拥有山东省级“***成型粉末冶金工程技术研究中心”，主要从事金属、陶瓷粉末***成型和压制成型产品的研发、生产和销售工作。