鉬及鉬合金具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能,，低的膨脹系數(shù)和高的導(dǎo)電導(dǎo)熱系數(shù),，是非常具有應(yīng)用前景的難熔金屬材料,，在宇航,、電子和核能等眾多工業(yè)領(lǐng)域都有很廣泛的應(yīng)用。有相關(guān)學(xué)者圍繞改善鉬合金的力學(xué)性能做了大量的研究工作,，雖然合金的強(qiáng)度和硬度有大幅的提升,，但是此時(shí)合金的韌性往往會出現(xiàn)下降，為了兩者兼顧,，細(xì)化晶粒就是較好的解決方案之一,。近些年發(fā)展起來的 SPS 燒結(jié)法利用的是脈沖能、放電脈沖壓力和焦耳熱產(chǎn)生瞬時(shí)高溫場來實(shí)現(xiàn)均勻燒結(jié)的過程,，具有升溫速度快,、燒結(jié)時(shí)間短、組織均勻,、致密度高等可控的鮮明特點(diǎn),，被認(rèn)為是細(xì)化晶粒,，改善傳統(tǒng)材料性能的有效途徑,。SPS對粉末顆粒表面具有活化作用和快速固結(jié)等特點(diǎn)，在制備細(xì)晶,、超細(xì)晶甚至納米晶材料呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢,。

     1.燒結(jié)溫度對燒結(jié)坯致密度的影響

    SPS燒結(jié)鉬鑭合金的燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間的增加，會使燒結(jié)坯的密度快速增加,，但是達(dá)到大值后便不會再增加,，甚至?xí)捎跉怏w和雜質(zhì)受熱膨脹導(dǎo)致致密度下降。如圖1所示為不同燒結(jié)溫度制備的鉬鑭合金的SEM圖,。

圖1.不同燒結(jié)溫度制備的鉬鑭合金SEM圖

    從圖中可以明顯看到,，燒結(jié)溫度為1500℃時(shí)，平均晶粒大小為3.34um，此時(shí)致密度較低,，晶粒之間存在明顯的空隙,，燒結(jié)效果并不理想；當(dāng)燒結(jié)溫度為1600℃時(shí),，晶粒大小為3.74um,，可以看出合金的晶粒大小并沒有明顯長大，但是致密性卻有明顯的改善,；當(dāng)燒結(jié)溫度為1700℃,、1800℃時(shí)，晶粒明顯長大,，約9.5um,。

    2.保溫時(shí)間對鉬鑭合金燒結(jié)坯晶粒度的影響

    在1600℃燒結(jié)溫度下保溫不同時(shí)間發(fā)現(xiàn)，隨著保溫時(shí)間的增加,，燒結(jié)坯的晶粒先變化并不大,，直到轉(zhuǎn)換為冶金結(jié)合后，晶粒將長大明顯,。而燒結(jié)坯的顯微硬度開始隨著機(jī)械結(jié)合變?yōu)橐苯鸾Y(jié)合而顯著增大,，后來因?yàn)榫Я５拈L大而有所下降。如圖2所示為鉬鑭合金在同一燒結(jié)溫度下保溫不同時(shí)間的SEM圖,。

圖2.不同保溫時(shí)間制備的鉬鑭合金SEM圖

    從上圖（a）可以看出,，保溫時(shí)間較短時(shí)，粉末坯存在明顯的燒結(jié)頸,，隨著保溫時(shí)間的增加,，燒結(jié)頸消失，孔隙閉合,，致密度有明顯增加,，并且此時(shí)晶粒尺寸沒有明顯長大，如圖（b）,，之后再進(jìn)行保溫,，可以看出晶粒明顯長大如圖（c）。

     3.SPS燒結(jié)和氫氣燒結(jié)鉬鑭合金的力學(xué)性能

    通過對SPS燒結(jié)（溫度1600℃,、保溫7min）及氫氣保護(hù)燒結(jié)（1800℃,，保溫6h）合金進(jìn)行抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度測試，發(fā)現(xiàn)采用SPS燒結(jié)的鉬鑭合金抗拉強(qiáng)度以及抗壓強(qiáng)度分別提升765MPa,、2307MPa,。對兩種試樣的斷口分析發(fā)現(xiàn)SPS燒結(jié)的合金晶粒大小更加均勻細(xì)小。

圖3.不同工藝的拉伸斷口形貌

    從以上實(shí)驗(yàn)可以看出,，相比于傳統(tǒng)氣氛燒結(jié),，SPS能夠很好的燒結(jié)細(xì)晶粒合金，在燒結(jié)的過程中，避免晶粒長大,，這是其他工藝所不具備的,，并且，SPS燒結(jié)得到的燒結(jié)坯致密性更好,，力學(xué)性能更*,，能為新材料的制備有提供更廣闊的應(yīng)用前景。

上海皓越研發(fā)生產(chǎn)的SPS設(shè)備

    皓越科技是一家集研發(fā),、生產(chǎn),、銷售電爐為一體的先進(jìn)型技術(shù)企業(yè)。公司一直專注于半導(dǎo)體材料,、碳材料,、先進(jìn)陶瓷與復(fù)合材料和鋰電材料四大領(lǐng)域，擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技術(shù),，竭誠服務(wù)于客戶,，提供完善的一體化產(chǎn)業(yè)解決方案。