文档介绍：一、实验目的通过本综合实验,使学生掌握粉末冶金的基本工艺,熟悉粉末成形和烧结过程研究方法及测试原理,培养学生进行粉末冶金研究的基本思路和初步能力,为今后从事粉末冶金相关研究与生产及粉末冶金分析测等工作打下基础。(Self-propagatingHigh-temperatureSynthesis简称SHS)是由俄罗斯科学家Merzhanov教授在60年代后期提出的一种材料合成新工艺。其基本原理是利用化学反应放出的热量使燃烧反应自发的进行下去,以获得具有指定成分和结构的燃烧产物。以简单的二元反应体系为例,其原理为:xA+yB——AxBy+Q其中A为金属单质,B为非金属单质,AxBy为合成反应的产物,Q为合成反应放出的热量。上图描述了燃烧过程中样品内部燃烧波的结构及产物相组成的变化规律。首先在样品的一端给一个激发热源将此处的样品加热到上面的反应式可应进行时,断开激发源。此时端面处由于化学反应生成了反应产物C或A/B,主要由反应机理而定;反应放出的热量和反应过程中的物质消耗导致样品中形成温度、组分元素浓度的梯度,有时还伴随着物质流动现象。这种梯度的存在,会使热量向周围区域传递。热量的传递使周围区域得到预热,得到初始的激发热量,引发上述燃烧反应的进行,这种周期性的过程使反应能自发地进行下去。通常为了了便于讨论,将上述过程简化为一个一维的燃烧问题。由傅立叶第一定理和能量守恒法则,可得到如下方程组:为了得到指定结构的化学组成和产物相分布等,通常需要对反应过程进行控制。对体系的控制主要是通过改变上述方程中的体系初始物性常数,如比热C,热传导系数K等。读者有举兴趣,通过上述议程的数学分析,可以对燃烧过程中的动力学形为进行研究,将上述动力学行为与产物结构结合在一起,就形成了自蔓延过程常用的研究方法——结构宏观动力学。SHS过程也可以是多元反应过程,其基本原理不变,只是反应过程更加复杂。如下式:Nx+M+Z===Ny+Mx+Q式中Nx----氧化物、卤化物等M----金属还原剂(Mg、Al、Ca等)Z----非金属或非金属化合物(N2,C,B2O3,SiO2等)Ny----合成产品Mx----金属还原剂的化合物Q----(1)原料粉末的制备和准备。粉末可以是纯金属或它的合金、非金属、金属与非金属的化合物以及其他各种化合物等;(2)将金属粉末及各种添加剂均匀混合后制成所需形状的培块;(3)将培块在物料主要组员熔点以下的温度进行烧结,使制品具有最终的物理、化学和力学性能。:将粉末成型为所需要的形状;(2)赋予培体以精确的几何形状与尺寸,这时应考虑烧结时的尺寸变化;(3)赋予培体要求的孔隙度和孔隙类型;(4)赋予培体以适当的强度,以便搬运。根据成型时是否从外部施加压力,可非为压制成型和无压制成型两大类。压制成型主要有:密闭钢模冷压成型、流体等静压制成型、粉末塑性成型、三轴向压制成型、高能率成型、挤压成型、轧制成型、振动压制成型等;无压制成型主要有:粉浆浇注、松装烧结等。:压培置于基体金属熔点以下温度(-,温度K)加热保温,粉末颗粒之间产生原子扩散、固溶、化合和熔接,致使压培收缩并强化,这一过程称为烧结。烧结对粉末冶金材料和制品的性