Al-10Mg二元合金系烧结过程原位观察.pdfVIP

维普资讯 第 34卷 第 3期 稀有金属材料与工程 、，01．34．NO．3 2005笠 3月 RAREMETALMATERIALSAND ENGINEERING March2005 AI．1OMg二元合金系烧结过程的原位观察 张文兴，柴东朗，郗雨林，周敬恩 (西安交通大学 材料强度国家重点实验室，陕西 西安 710049) 摘 要：烧结是粉末冶金工艺中至关重要的一环 ，为了加强对烧结过程的直观认识，利用高温光学显微镜(HTOM)对 A1．1OMg的二元纯金属粉末体系进行了烧结的原位观察试验，发现该体系烧结的典型物理过程是：镁颗粒边界熔化， 镁晶界熔化，最后为镁颗粒熔化；镁颗粒熔化进程不同步；当烧结温度超过某一临界温度 时，镁颗粒迅速熔化；而 且烧结速度随冷坯密度的提高而加快，这为进一步合理优化烧结工艺提供了直接的参照依据。 关键词：烧结：原位观察；粉末冶金；光学高温金相显微镜 中图法分类号：TF124．5 文献标识码 ：A 文章编号：1002．185X(2005)03，0489．04 并拍摄了AI，Mg二元体系的烧结过程，从中找出低 1 引 言 熔点金属材料烧结的一些规律，以验证或完善低熔点 粉末冶金工艺最初主要应用于钨、钼等高熔点金 材料的烧结理论。 属材料或者难熔材料1”，自二战以后，尤其是近些年 2 试验方法 来新材料的开发使其在材料制备领域的应用范围不断 扩大，金属基复合材料就是其中重要的一类 2【川。烧结 将纯Al和纯Mg粉分别进行烘干等预处理，按照 作为粉末冶金工艺中的重要一环，一直是人们最为关 9：l的比例进行称量、混合，用压力试验机进行单 向模 心的问题，对烧结工艺和机制 已进行了深入探讨和分 压制成冷坯，冷坯尺寸为 30mmX5mm(No．1试样) 析，建立了各种烧结模型， 目前人们对烧结过程的研 和直径 5mm×4mm (No．2)的圆柱形和薄饼型 2 究正在不断深化 ，这些研究将为制定烧结工艺提供重 种试样，然后磨制、抛光、轻微腐蚀，统一制成 5mm 要 的理论指导 5【’6J。现有的烧结理论一般是建立在难熔 X3mm的原位烧结试样 ，最后利用高温金相显微镜进 或高熔点材料基础上的，对低熔点金属材料的烧结是 行烧结观察。 否依然有效需进一步研究。材料的熔点低其烧结温度 具体烧结过程采取 了阶梯式升温 的方法 ，从室温 也相应的降低，低的烧结温度为原位观察烧结过程提 直接升到 400~C开始烧结，如果在设定温度下，经过 供了可能，而 以此为基础建立的理论将更能反映真实 30min～60min的试样表面没有发生明显变化 ，就将设 的烧结规律。但到 目前为止，有关烧结过程原位观察 定温度升高 5℃，如此直到所观察合金元素颗粒完全 的材料还鲜见报道。 消失为止 。反映烧结过程的典型金相照片是从录像 中 铝及铝合金基复合材料 由于其高的比刚度、比强 截取的，最后对烧结过后的试样重新磨制，对熔化后 度，以及耐腐蚀等优 良特性，使其在航空、航天及汽 颗粒的组织进行 了能谱分析 。 车工业中有很高的应用价值 2【’3】，因此，选择了铝作为 3 试验结果 研究对象。粉末冶金工艺的一个关键优势就是材料的 制备温度大大低于铸造工艺，而且，在制备铝及铝合 图 l的8幅照片是从 No．1试样的阶梯式动态烧结 金基复合材料时，基体与外加的陶瓷相之 间一般很难