《表1 以W粉和Ti (Ti H2) 机械混合物为原料所制备合金的物理性能》

《表1 以W粉和Ti (Ti H2) 机械混合物为原料所制备合金的物理性能》   提示:宽带有限、当前游客访问压缩模式
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《原料粉末对SPS烧结W-10Ti合金组织及性能的影响》


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较Ti粉,Ti H2粉末所制备合金的电导率,纳米硬度和弹性模量较高,分别达到7.2 MS·m-1、6.5 GPa和314.9 GPa。同时,该合金致密度高达100%,这是因为一方面相比Ti粉,Ti H2粉末更细,分布更加均匀,因此和W粉相互填充,堆积密度较高及比表面积较大,这些均有利于合金的致密化过程并获得晶粒较为细小的WTi合金。另外Ti H2比Ti从物理结构方面更有利于合金的烧结,这是因为Ti H2中氢原子溶入到Ti原子的间隙位置,导致Ti原子3d轨道的电子从钛原子之间吸引到了Ti-H原子之间,因而弱化了钛原子之间的结合强度,可以促进粉末烧结进程[30];Ti H2脱氢过程能够使粉末的组织结构及性能发生显著改变,并伴随多种物理化学反应,这些变化有利于强化烧结,同时脱氢后生成活性较高的Ti原子,有利于元素之间的相互扩散[31]。因此合金中受致密度影响较大的电导率也较高。而硬度受致密度和晶粒尺寸的共同影响。Ti H2粉末较Ti粉末更为细小,由于粉末冶金中组织的遗传性会得到晶粒较细的合金(如图5所示,所制备的合金中晶粒细小均匀),同时Ti H2粉末脱氢过程相变能有效抑制晶粒生长,细化晶粒[32]。晶粒的细化也可提高合金的纳米硬度,因此Ti H2所制备的合金中致密度、电导率及纳米硬度均较高。合金的硬度和韧性一般是呈相反的变化趋势,因此使用Ti H2粉所制备的合金中硬度较高断裂韧性较低。使用Ti粉和原始W粉所制备的合金的断裂韧性较高,这是因为一方面较小的硬度有利于获得较高的韧性,另一方面合金组织中较厚的扩散层提高了多相之间的结合强度所致。另外,Ti H2在脱氢过程中,氢与氧生成水,从而降低环境中的氧含量,这也可提高合金的综合性能[33]。