SPS制備多級孔結構鎢骨架壓縮性能及致密化行為研究

編號：FTJS08730

篇名：SPS制備多級孔結構鎢骨架壓縮性能及致密化行為研究

作者：楊鑫 王犇 谷文萍 劉剛 梁淑華 武濤 劉世鋒

關鍵詞： 鎢銅復合材料 鎢骨架 SPS 多級孔結構 致密化行為

機構： 西安理工大學陜西省電工材料與熔（浸）滲技術重點實驗室 長安大學電子與控制工程學院 西安建筑科技大學冶金工程學院

摘要： 以粒徑分布為15~106μm多孔球形團聚W粉為原料,采用放電等離子體燒結(SPS)在不同燒結溫度(1450、1500、1550℃),軸向恒壓40 MPa,保溫5 min下分別制備出高強度(347.8±10.6 MPa、407.4±14.2 MPa、543.9±8.7 MPa)、多級孔結構(3~10μm/200~500 nm)W骨架。結合XRD、SEM、萬能試驗機等檢測技術,對SPS燒結過程中粉末致密化行為、顯微組織變化及力學性能進行了系統(tǒng)研究。結果表明:SPS可制得燒結前后物相無明顯變化、孔隙率介于30%~40%、燒結頸發(fā)育完全多級孔結構鎢骨架。該多級孔W骨架SPS燒結致密化過程可分為4個階段,第1階段為升壓階段,燒結試樣相對密度隨壓力升高而迅速升高;第2階段為典型的顆粒重排階段;第3階段燒結溫度高于1000℃,燒結試樣相對密度隨溫度的升高而增加,屬于典型的燒結中期;第4階段為燒結末期,燒結體內部高溫蠕變引起致密化程度進一步提高。利用高溫蠕變模型研究了該多孔球形W粉的致密化機理為純擴散致密化,通過頸長方程確定該多孔球形鎢粉在整個SPS燒結過程中的致密化機理是以體積擴散為主,晶界擴散為輔。