现代粉末冶金技术

第1章 超微粉末的制备技术 1
1.1概述 1
1.1.1超微粒子的定义 1
1.1.2超微粉末研究的发展历史 1
1.2超微粒子的基本特性 2
1.2.1超微粒子的电子状态和晶格振动 2
1.2.2超微粒子的基本效应 4
1.3超微粒子的物理和化学特性 7
1.3.1结晶学特性 7
1.3.2晶体结构和相变特性 7
1.3.3热力学性能 9
1.3.4电学性能 12
1.3.5磁学性能 14
1.3.6光学性能 16
1.3.7催化特性 19
1.3.8烧结特性 20
1.3.9化学特性 23
1.4超微粉末制备过程原理 24
1.4.1蒸发凝聚法制备超微粉末的原理 25
1.4.2气相化学反应法制备超微粉末的原理 28
1.4.3液相法制备超微粉末的原理 35
1.5超微粉末的制备技术 40
1.5.1蒸发凝聚法 40
1.5.2溅射法 47
1.5.3电爆炸丝法 47
1.5.4气相化学反应法 48
1.5.5液相法制备超微粉末的技术 55
1.6超微粉末的应用 72
1.6.1在粉末冶金领域的应用 72
1.6.2磁性材料 73
1.6.3在化学工业中的应用 74
1.6.4在生物医药领域的应用 74
1.6.5其他应用 74
参考文献 75
第2章 快速凝固-粉末冶金技术 79
2.1快速凝固-粉末冶金技术的发展概况 79
2.2快速凝固材料的制备理论 80
2.2.1快速凝固技术的基本原理 80
2.2.2熔体的过冷和再辉 82
2.2.3快速凝固时的热流 84
2.2.4快速凝固过程的热力学 85
2.2.5快速凝固过程的动力学 89
2.2.6快速凝固过程中的溶质分配 92
2.2.7固液界面稳定性 96
2.3快速凝固技术 101
2.3.1双流雾化法 101
2.3.2离心雾化法 108
2.3.3机械、电气等作用力雾化 110
2.3.4多级雾化法 113
2.3.5熔体自旋法 115
2.3.6快速凝固粉末冶金材料热致密化技术 120
2.4快速凝固材料 122
2.4.1快速凝固晶态材料 122
2.4.2快速凝固准晶材料 136
2.4.3快速凝固非晶态合金 139
2.4.4大块非晶合金 143
参考文献 148
第3章 机械合金化技术 151
3.1机械合金化概况 151
3.1.1机械合金化技术的发展历史 151
3.1.2机械合金化的应用 153
3.2机械合金化球磨装置及工作原理 155
3.2.1机械合金化的球磨装置 155
3.2.2机械合金化工艺参数 159
3.3机械合金化的球磨机理 162
3.3.1金属粉末的球磨过程 162
3.3.2机械合金化的球磨机理 163
3.3.3机械合金化过程的理论模型 164
3.3.4机械合金化过程的运动学及能量传输模型 178
3.3.5机械合金化温升模型 180
3.4机械合金化技术的应用 183
3.4.1机械合金化技术制备弥散强化合金 183
3.4.2机械合金化制备平衡相材料 192
3.4.3机械合金化制备非平衡相材料 194
3.4.4机械合金化制备功能材料 204
3.5固液反应球磨及水溶液球磨技术 209
3.5.1固液反应球磨技术 209
3.5.2水溶液球磨技术 212
3.6低温机械合金化 215
3.6.1低温机械合金化设备 215
3.6.2低温机械合金化的应用 215
参考文献 217
第4章 喷射沉积技术及应用 221
4.1金属液体喷射沉积工艺的进展 221
4.1.1喷射沉积工艺的发展及现状 221
4.1.2喷射沉积工艺的基本原理和特点 222
4.1.3喷射沉积工艺和装置 225
4.2喷射沉积过程理论研究 232
4.2.1喷射沉积过程原理和控制参量 232
4.2.2整体模型 233
4.2.3子过程的物理模型 233
4.3喷射沉积材料 243
4.3.1铁基合金 243
4.3.2铝合金 246
4.3.3铜合金 248
4.3.4镁合金 249
4.3.5贵金属领域 250
4.4喷射共沉积制备颗粒增强金属基复合材料 251
4.4.1喷射共沉积制备MMCp 过程的
基本原理 251
4.4.2喷射共沉积技术研究现状 262
4.4.3喷射共沉积技术的特点和优越性 270
4.5多层喷射沉积的装置和原理 271
4.5.1多层喷射沉积的提出 271
4.5.2多层喷射沉积技术及装置 272
4.5.3多层喷射沉积过程原理分析 274
4.5.4多层喷射沉积工艺的特点 275
4.6喷射沉积坯的热加工 276
4.6.1传统热加工工艺 276
4.6.2特殊热加工工艺 276
参考文献 283
第5章 粉末冶金特种成形技术 288
5.1概述 288
5.2等静压成形 288
5.2.1冷等静压制 288
5.2.2热等静压制 290
5.2.3准等静压制 295
5.3陶粒压制 296
5.3.1制造工艺工序 296
5.3.2工艺原理 297
5.3.3陶粒特性 299
5.3.4预成形坯设计 300
5.3.5陶粒压制的性能与应用 300
5.4Stamp工艺 300
5.4.1制造工艺工序 300
5.4.2制造的材料 301
5.4.3经济意义 303
5.5快速全向压制 304
5.5.1流体模系统 305
5.5.2室温压制与快速全向压制 305
5.5.3快速全向压制坯的后续加工 305
5.5.4双金属零件的制造工艺 306
5.5.5制造工艺的特点及应用 306
5.5.6制造工艺的局限性 306
5.6粉浆浇注成形 307
5.6.1粉浆浇注的工艺过程 307
5.6.2影响粉浆浇注成形的因素 308
5.7粉末轧制成形 309
5.7.1金属粉末轧制原理与特点 309
5.7.2粉末轧制的应用 311
5.8粉末挤压成形 312
5.8.1增塑粉末挤压成形 312
5.8.2粉末热挤压 312
5.9粉末锻造成形 313
5.9.1粉末锻造技术 313
5.9.2粉末锻造工艺的优点 315
5.9.3粉末锻造技术的应用 316
5.10温压成形 316
5.10.1温压成形技术的发展概况 316
5.10.2温压工艺及致密化机理 317
5.10.3温压成形技术的分类 321
5.10.4温压成形技术的应用 325
5.11电磁成形 326
5.11.1电磁成形发展概况、原理及特点 326
5.11.2粉末电磁压制 327
5.12高速压制 328
5.12.1高速压制的技术原理 328
5.12.2高速压制的技术特点 328
5.12.3高速压制所用的模具 331
5.12.4高速压制所用的粉末 331
5.12.5高速压制的生产成本 332
5.12.6高速压制的研究进展 332
5.12.7国内对高速压制的理论研究 334
5.13冷成形粉末冶金 337
参考文献 337
第6章 粉末冶金特种烧结技术 341
6.1概述 341
6.2超固相线液相烧结 341
6.2.1SLPS的发展概况 341
6.2.2SLPS的原理及特点 342
6.2.3SLPS中的致密化与变形机理 343
6.2.4工艺参数对SLPS的影响 349
6.2.5SLPS技术的应用及进展 350
6.3选择性激光烧结 351
6.3.1SLS的原理及特点 351
6.3.2工艺参数对SLS的影响 353
6.3.3SLS技术的应用及研究进展 354
6.4放电等离子烧结（SPS） 357
6.4.1SPS的原理、工艺及特点 357
6.4.2SPS技术的应用及研究进展 359
6.5微波烧结 360
6.5.1微波烧结的烧结机制、原理及特点 360
6.5.2微波烧结技术的应用及研究进展 363
6.6爆炸烧结 365
6.6.1爆炸烧结的原理及特点 365
6.6.2爆炸烧结机理 366
6.6.3爆炸烧结技术的应用 370
6.7铸造烧结法 371
6.7.1铸造烧结法的原理及工艺 371
6.7.2铸造烧结法的特点 372
6.8大气压固结（CAP） 372
6.8.1CAP法制造工艺 372
6.8.2CAP法制造工艺的优点 373
6.8.3CAP法固结的材料 373
6.9电场活化烧结（FAST） 375
6.9.1FAST烧结工艺 375
6.9.2FAST的基本原理 376
6.9.3FAST烧结技术的应用 376
6.10固液混合铸造 377
6.10.1固液混合铸造的工艺和原理 377
6.10.2应用讨论 378
6.10.3应用实例 379
参考文献 380
第7章 自蔓延高温合成技术 383
7.1概述 383
7.1.1自蔓延高温合成（SHS）技术的概念及特点 383
7.1.2自蔓延高温合成技术的发展概况 384
7.2SHS过程的理论研究 386
7.2.1SHS过程的启动 386
7.2.2燃烧类型 388
7.2.3SHS技术的热力学条件 388
7.2.4SHS技术的动力学条件 393
7.2.5SHS技术的非平衡理论 397
7.2.6SHS过程的研究方法及设备 400
7.3SHS技术种类 402
7.3.1SHS制备技术 402
7.3.2SHS烧结技术 403
7.3.3SHS致密化技术 403
7.3.4SHS熔铸 405
7.3.5SHS焊接 406
7.3.6SHS涂层 407
7.3.7热爆技术 410
7.3.8化学炉技术 410
7.3.9非常规SHS技术 411
7.4SHS过程的影响因素 413
7.4.1SHS合成耐火材料的影响因素 413
7.4.2SHS焊接的影响因素 414
7.4.3陶瓷色料影响因素 415
7.5SHS技术的应用 415
7.5.1概述 415
7.5.2SHS在航天及船舶工业中的应用 417
7.5.3SHS在能源工业中的应用 418
7.5.4SHS在冶金及材料工业中的应用 419
7.6SHS研究的发展方向 421
7.6.1宏观动力学、结构形成过程与燃烧的关系 422
7.6.2多维SHS计算机模拟模型 422
7.6.3气相之间和气相与悬浮物的自蔓延燃烧合成 422
7.6.4SHS技术应用于有机体系 423
7.6.5SHS技术制造非传统性粉末 423
7.6.6SHS技术制造非平衡材料 423
7.6.7一步法净成形制品工艺 424
7.6.8产品的大规模生产 425
7.6.9自蔓延机械化学合成法 425
7.6.10不同环境下的SHS过程 425
参考文献 427
第8章 金属粉末注射成形 430
8.1金属粉末注射成形概论 430
8.1.1金属粉末注射成形技术的发展历程 430
8.1.2金属粉末注射成形的特点 431
8.1.3金属粉末注射成形产品的应用 432
8.2混合物的流变特性 433
8.2.1基本理论 433
8.2.2金属注射成形喂料流变学 435
8.3金属粉末注射成形原理及设备简介 438
8.3.1过程原理 438
8.3.2设备简介 439
8.4几种主要的注射成形工艺 442
8.4.1维泰克工艺 442
8.4.2Rivers工艺 442
8.4.3Injectamax工艺 443
8.4.4Metamold法 443
8.4.5PPIM工艺 443
8.5注射成形用的金属粉末及制备方法 444
8.5.1注射成形用的金属粉末 444
8.5.2制备方法 445
8.6注射成形用的黏结剂及其选择方法 447
8.6.1黏结剂 447
8.6.2黏结剂的选择 453
8.6.3有关黏结剂的一些专利 455
8.7金属粉末注射成形工艺 458
8.7.1混炼 458
8.7.2制粒 460
8.7.3注射成形 461
8.7.4脱脂 464
8.7.5烧结 470
8.8注射成形制品的特征和设计 470
8.8.1注射成形粉末冶金制品的特征 470
8.8.2制品应用设计的要点 471
8.9注射模具与注射成形机 472
8.9.1注射模具的典型结构 472
8.9.2注射模具的种类 473
8.9.3注射模具的设计 473
8.9.4注射成形机 476
8.9.5注射成形机零部件的磨损和防腐 481
8.10金属粉末微注射成形 483
8.10.1技术特点 483
8.10.2注射工艺 483
8.10.3模具和设备 484
8.10.4成形的产品 485
8.10.5共注射成形和共烧结 485
8.10.6总结和展望 486
参考文献4