等靜壓成型是利用液體均勻傳遞壓力的特性,將金屬粉末裝入彈性模具中,然后放入高壓容器中,通過向容器內(nèi)的液體施加壓力,使粉末在各個(gè)方向上受到均勻的壓力而壓實(shí)成型。根據(jù)成型時(shí)溫度的不同,等靜壓成型可分為冷等靜壓和熱等靜壓。冷等靜壓是在室溫下進(jìn)行的等靜壓成型方法。其優(yōu)點(diǎn)是能夠制備形狀復(fù)雜、尺寸較大的坯體,且坯體各方向的密度均勻,內(nèi)部應(yīng)力小。這是因?yàn)樵诶涞褥o壓過程中,粉末在液體均勻壓力的作用下,能夠在模具內(nèi)自由流動(dòng)并填充各個(gè)角落,從而實(shí)現(xiàn)均勻壓實(shí)。冷等靜壓常用于制造大型的金屬粉末燒結(jié)板,如航空航天領(lǐng)域的大型結(jié)構(gòu)件、化工設(shè)備中的大型反應(yīng)釜內(nèi)襯等。但冷等靜壓設(shè)備投資較大,操作過程相對(duì)復(fù)雜,生產(chǎn)周期較長。合成具有形狀記憶效應(yīng)的復(fù)合材料粉末,使燒結(jié)板可按需求改變形狀。東營金屬粉末燒結(jié)板廠家
還原法:用氫氣、一氧化碳等還原劑將金屬氧化物還原成粉末,純度高、活性大,燒結(jié)活性高,能低溫致密化,但生產(chǎn)需高溫和特定氣氛,設(shè)備投資大、成本高。在制備一些對(duì)純度要求極高的金屬粉末,如用于電子材料的金屬粉末時(shí),還原法較為常用。電解法:電解金屬鹽溶液或熔融鹽,使金屬離子在陰極析出成粉末,純度極高、粒度細(xì)且均勻,適用于對(duì)純度和粒度要求高的領(lǐng)域,如電子材料,但生產(chǎn)效率低、能耗大、成本高。在半導(dǎo)體制造等對(duì)金屬粉末純度和粒度要求極為嚴(yán)格的領(lǐng)域,會(huì)采用電解法制備金屬粉末。福州金屬粉末燒結(jié)板的市場采用微波輔助制備金屬粉末,快速合成且改善粉末燒結(jié)特性。
霧化法是將熔融的金屬液通過高壓氣體(如氮?dú)?、氬氣)或高速水流的沖擊,使其分散成細(xì)小的液滴,這些液滴在飛行過程中迅速冷卻凝固,形成金屬粉末。根據(jù)霧化介質(zhì)的不同,霧化法可分為氣體霧化法和水霧化法。氣體霧化法中,高壓氣體以高速從噴嘴噴出,沖擊從上方流下的金屬液流,將其破碎成微小液滴。由于氣體的冷卻速度相對(duì)較慢,使得液滴在凝固過程中有一定的時(shí)間進(jìn)行內(nèi)部原子的擴(kuò)散和重組,因此氣體霧化法制備的粉末球形度高,流動(dòng)性好,且內(nèi)部組織均勻,雜質(zhì)含量低。這種高質(zhì)量的粉末適合用于制造高性能的金屬粉末燒結(jié)板,如航空航天領(lǐng)域的關(guān)鍵部件。然而,氣體霧化法設(shè)備復(fù)雜,成本較高,對(duì)氣體的純度和壓力控制要求嚴(yán)格。
20世紀(jì)60年代末至70年代初,粉末高速鋼、粉末高溫合金相繼出現(xiàn),促進(jìn)了粉末鍛造及熱等靜壓技術(shù)的發(fā)展及在度零件上的應(yīng)用。這一時(shí)期,金屬粉末燒結(jié)板的材料種類更加豐富,除了傳統(tǒng)的鋼鐵材料,各種合金粉末被廣泛應(yīng)用于燒結(jié)板的制造。通過合理設(shè)計(jì)合金成分,能夠使燒結(jié)板獲得更優(yōu)異的性能,如高溫合金粉末燒結(jié)板在航空航天領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢,可用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)部件等,滿足了航空航天等領(lǐng)域?qū)Σ牧夏透邷?、度等性能的?yán)苛要求。同時(shí),在燒結(jié)工藝方面,熱壓燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)(SPS)等新型燒結(jié)技術(shù)不斷涌現(xiàn)。熱壓燒結(jié)在燒結(jié)時(shí)施壓,能降低燒結(jié)溫度、縮短時(shí)間,獲得更高密度和性能的制品;放電等離子燒結(jié)通過脈沖電流產(chǎn)生放電等離子體和焦耳熱快速加熱燒結(jié),可顆粒表面雜質(zhì),表面,升溫快、時(shí)間短且能抑制晶粒長大,用于制備納米材料等。這些新型燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)用,進(jìn)一步提升了金屬粉末燒結(jié)板的性能,使其在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用,如電子信息領(lǐng)域中,一些具有特殊性能要求的電子元件開始采用金屬粉末燒結(jié)板制造。創(chuàng)新使用原位生成增強(qiáng)相的金屬粉末,在燒結(jié)時(shí)增強(qiáng)燒結(jié)板的性能。
金屬粉末燒結(jié)板作為一種重要的功能材料,經(jīng)歷了從實(shí)驗(yàn)室研究到工業(yè)化應(yīng)用的完整發(fā)展歷程。本文系統(tǒng)梳理了金屬粉末燒結(jié)板的發(fā)展脈絡(luò),分析其在不同歷史階段的技術(shù)特征和應(yīng)用領(lǐng)域,探討當(dāng)前研究熱點(diǎn),并對(duì)未來發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。研究表明,金屬粉末燒結(jié)板的發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的階段性特征,每個(gè)階段都與當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平和工業(yè)需求密切相關(guān)。未來,隨著新材料的開發(fā)和制造工藝的進(jìn)步,該材料有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。金屬粉末燒結(jié)板是通過粉末冶金工藝制備的一種多孔金屬材料,具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)。自20世紀(jì)初問世以來,這種材料在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,并隨著技術(shù)進(jìn)步不斷拓展新的應(yīng)用場景。本文將從發(fā)展歷程、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀和未來趨勢四個(gè)方面,闡述金屬粉末燒結(jié)板的發(fā)展軌跡。設(shè)計(jì)梯度成分的金屬粉末,使燒結(jié)板不同部位呈現(xiàn)不同性能,滿足多元需求。上饒金屬粉末燒結(jié)板貨源廠家
研發(fā)含碳納米纖維增強(qiáng)的金屬粉末,提高燒結(jié)板的抗疲勞性能與韌性。東營金屬粉末燒結(jié)板廠家
隨著納米技術(shù)和微粉制備技術(shù)的發(fā)展,納米與亞微米級(jí)金屬粉末在金屬粉末燒結(jié)板中的應(yīng)用逐漸成為研究熱點(diǎn)。這些超細(xì)粉末具有極大的比表面積和高表面能,能夠改善燒結(jié)板的性能。在電子封裝領(lǐng)域,采用納米銀粉制備的燒結(jié)板,由于納米銀顆粒間的燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力大,在較低溫度下就能實(shí)現(xiàn)良好的燒結(jié)結(jié)合,形成高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱的連接層。與傳統(tǒng)微米級(jí)銀粉燒結(jié)板相比,納米銀粉燒結(jié)板的電導(dǎo)率可提高 10% - 20%,熱導(dǎo)率提高 15% - 25%,有效解決了電子器件散熱和信號(hào)傳輸中的關(guān)鍵問題,滿足了電子設(shè)備小型化、高性能化對(duì)封裝材料的要求。東營金屬粉末燒結(jié)板廠家