金属基粉末冶金材料的微波烧结技术研究.pdfVIP

14 2009全国粉末冶金学术会议论文集 金属基粉末冶金材料的微波烧结技术研究 易健宏周承商 (中南大学粉末，台金国家重点实验室，湖南，长沙，410083) 摘要微渡烧结是近年发展起来的一种金属粉末冶金材料制备新技术。本文简要介绍了微波烧结和微波烧结 金属粉末冶金材料技术进展，并介绍了微波烧结的技术特征；分析了金属粉末的微波加热机理；并对本小组所做的相 关工作进行了总结。 关键词微波烧结；金属基粉末冶金材料 1 前言 MHz～300 微波是介于无线电波与远红外波段之间的电磁波，通常将300 GHz波段划为微波频段， nl—l 相应的波长范围为l mm。与其它可见光(除激光外)一样，微波是极化和相干波，遵循光的定 律，它与物质的相互作用有三种形式：透过、反射或吸收[1j。微波是极性电磁波，在介质中传播时与 介质基本单元相互作用，并且受到阻碍，振幅或相位发生衰减或延迟，能量强度降低。微波烧结技术 利用微波被物质吸收，电磁能转化为热能，引起材料温度的升高，从而达到固结的目的。微波烧结技 术的这种特征，决定了其具有体积加热的特点，与常规烧结中依赖辐射、传导和对流方式进行热传导 的模式有着本质的不同。 一 材料。自20世纪80年代末，有研究者对微波加热金属粉末、烧结WC—Co硬质合金、金属一陶瓷复 o发现微波能够加热金属粉末，并 合材料等做了尝试【3’41。1999年美国宾州州立大学的R．Roy等人B 术开始向金属粉末冶金材料这一领域延伸。微波烧结之所以被誉为“烧结领域革命性的新技术”是因 为它有着许多与传统烧结工艺无法比拟的巨大优势。由于微波与材料直接作用的特殊加热模式，微波 烧结显示出整体加热、选择性加热、无热惯性、负温度梯度、升温速度快、烧结时间短、能耗降低等工 艺特征，所制备的材料往往表现出更好的显微组织和性能。本文就微波烧结粉末冶金材料的进展、微 波加热金属粉末机理以及近期本小组的相关研究工作进行系统介绍。 2金属粉末的微波烧结 1999年美国宾夕法尼亚州立大学的RoyR等人在Nature上发表首次微波烧结铁基粉末冶金零件 的文章，打开了微波烧结应用的更广阔的空间。在此之后各国的研究人员对金属粉末冶金材料的微波 烧结开展了广泛的研究，包括对cu‘5—71、w‘8—9|、Ni㈤、Fe‘6|、Co‘3·6l、MoE101等以及姒基…、Fe基合 表l列出了目前部分文献介绍的微波烧结与常规烧结金属粉末冶金材料的工艺和性能对比。 一、综述 15 表1微波烧结与常规烧结金属粉末冶金材料数据的性能 Sinter Sinter Properties Heating Metal／ Simer time rate Ref． temperature Density StrengthElongation alloy mode Hardness ／℃ mIn／oC．min一1 ／MPa ，％ ／g-cnl一3 MW 950 5 一100 7．56 114(Tensile) CU