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G-嵌段多糖的用途及其控制流变学的方法

阅读:912发布:2020-05-16

专利汇可以提供G-嵌段多糖的用途及其控制流变学的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且等离子体 活化 烧结 材料新工艺,一种粉末 冶金 材料制备、加工工艺。烧结过程在一等离子体活化烧结炉中进行,分四个阶段完成:(1)对材料略加同轴向压 力 ;(2)保持恒定压力,并加脉冲 电压 产生等离子体,对粉末颗粒表面进行活化;(3)关闭脉冲电压、继续加压并在恒压下通以直流电,把材料加热到所需 温度 和时间;(4)停止 电阻 加热,消除压力,得到成品。本工艺烧 结温 度低,抑制了晶粒长大,颗粒表面的活化从本质上提高了被烧结材料的性能。,下面是G-嵌段多糖的用途及其控制流变学的方法专利的具体信息内容。

1、一种等离子体活化烧结材料的方法,烧结分四个阶段进行, 第一阶段,对粉末材料颗粒略施与其同轴向的压;第二阶段,保持 恒定压力,并加脉冲电压,产生等离子体,对粉末材料颗粒表面进行 活化;第三阶段,关闭脉冲电源电路,继续提高压力,在恒压作用下, 用直流电对材料加热至所需温度和时间;第四阶段,停止直流电阻加 热,消除压力,其特征是:
将纯度为99.9%的WC粉末和纯度为99.8%的Co粉末按比例均 匀混合后装入烧结模中,首先用脉冲电流对粉末进行活化,随后快速 升温并对粉末施加压力进行烧结,
(a)、对WC-6%Co粉末材料烧结的工艺条件:脉冲电流600A, 脉冲接通时间40ms,等离子体活化时间30s,压力为30.5Mpa,在1350℃ 下烧结5分钟,硬度达到HRA92,相对理论密度值为99.83%。
(b)、对WC-10%Co粉末材料烧结的工艺条件:脉冲电流500A, 脉冲接通时间为40ms,断路时间为60ms,等离子体活化时间为25s, 压力为26.3Mpa,加热温度1300-1350℃,烧结时间为4分钟,相对 理论密度达到99.65%,洛氏硬度达到91。
(c)、对WC-15%Co粉末材料烧结的工艺条件:脉冲电流450A, 脉冲接通时间为40ms,断路时间为60ms,等离子体活化时间为20s, 压力为21.6MPa,在1300℃下烧结5分钟,硬度达到HRA90,相对 理论密度值为99.90%。
(d)、对WC-20%Co粉末材料烧结的工艺条件:脉冲电流400A, 脉冲接通时间为20ms,断路时间为80ms,等离子体活化时间为30s, 压力为17.6Mpa,在1300℃下烧结5分钟,硬度达到HRA89,相对 理论密度值为99.93%。

说明书全文

一、技术领域:一种粉末冶金材料制备,加工工艺。

二、背景技术:烧结粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。 烧结是高温作用,一般要经过较长的时间,还要有适当的保护气氛。 因此,从经济度考虑,烧结工序的消耗是构成产品成本的重要部分, 改进操作与烧结设备,减少物质与能量的消耗,如降低烧结温度、缩 短烧结时间等,在经济上的意义是很大的。

公知的烧结方法有:传统无压烧结法、热压烧结法、微波烧结法、 等离子体烧结法(如微波等离子体、直流等离子体)但均有其不足之 外。传统无压烧结法工艺时间长、产品性能差、能耗高,无论采用燃 料加热还是采用电加热,都使成本增高,因此逐渐被一些新型的烧结 方法所取代。热压烧结法虽采用了压,但烧结过程中对样品的活化 程度(即动力学过程)尚需进一步提高,而且设备昂贵和加工周期长。 而微波烧结法和等离子体烧结法在活化方面做了改进,缩短了烧结时 间,降低了烧结温度,抑制了粉末材料颗粒的长大,但烧结过程中温 度等试验条件难以控制,特别是微波烧结过程中容易造成热失控效 应,对粉末材料产生不均匀加热,从而影响了烧结产品的各种性能, 因而在粉末材料的制备与加工过程中尚需一种能改善上述烧结法缺 点的新方法。

等离子体活化烧结粉末材料工艺,国外从90年代开始起步,由 于它融等离子体活化、热压、电阻加热为一体,具有烧结时间短、温 度控制准确等优点,仅在几分钟之内就使粉末材料的相对理论密度接 近100%,而且能有效提高材料的各种性能,因而等离子体活化烧结 的研究和应用在国外已迅速崛起,成为粉末材料研究的新热点。

那么等离子体活化烧结与等离子体烧结有些什么本质区别呢? 等离子体烧结是将材料放在等离子体气氛中进行的,目前主要有直流 阴极空腔放电、高频感应、微波激发三种产生高温等离子体的方法。 这三种方法采用的装置都有一套保持真空及控制气体压力和流量的 系统,不同的主要是产生等离子体的电源方式。此工艺的本质是利用 生产的高温等离子体对材料加热,通过材料和高温等离子体的热交换 来实现烧结,即把等离子体作为热源,对材料进行烧结。但缺点是: 样品容易产生开裂,随着温度的升高,物质的挥发也加剧,并且技术 和理论都不成熟。

而等离子体活化烧结法是利用粉末颗粒间的间隙所产生的微放 电现象,由放电所产生的等离子体撞击和加热粉末颗粒间的接触部 分,能使接触部分的物质产生蒸发作用,从而达到净化和活化粉末颗 粒的目的,具有烧结时间短、温度控制准确、易工业化等优点。

三、发明内容:本发明是在需要烧结的粉末材料上施以脉冲电压, 产生等离子体以活化粉末材料颗粒表面,通过直流电对粉末材料快速 加热升温,再施加压力以烧结和固化粉末材料,达到烧结时间短、温 度控制准确被烧结材料颗粒均匀,提高材料性能的目的。

图1是本发明等离子体活化烧结的装置图,图中1是脉冲电源装 置,2是电阻加热装置,3、4、5、6、11、12是轴向加压装置,10 是烧结模,9和13是上、下冲头。将需要烧结的粉末材料置于烧结 模中并施以同轴向的压力,用脉冲电压在粉末材料中产生等离子体以 活化材料的颗粒表面,然后用电阻加热装置施以直流电,对材料进行 快速加热,以完成对粉末材料的活化烧结。(等离子体活化烧结装置, 在本申请人2001年1月13日提出的实用新型专利申请中已描述)。

图2是上述烧结过程四个阶段的温度、压力示意图。烧结分四个 阶段进行:第一阶段,对被烧结的粉末材料略施同轴向的压力;第二 阶段保持恒定压力,并加脉冲电压,产生等离子体,对颗粒表面进行 活化,伴随产生少量的热;第三阶段,关闭脉冲电源电路,继续提高 压力,在恒压作用下,用直流电对材料进行加热至所需温度和时间; 第四阶段停止直流电阻加热、消除压力。施加的压力、温度和脉冲电 压需根据被烧结的粉末材料及烧结产品性能而定。

图3是脉冲电源装置和电阻加热装置电路原理图

由三相正弦交流电经三相桥式整流成为脉动直流电、由电容滤波 后得到高压直流,将此高压直流电送入功率开关逆变器,变成矩形波 交变电流,经中频变压器调隆至所需电压后,再经开关整流、电感滤 波后,即可获得工作直流。其是一种逆变式外特性为电压陡降,恒流 型电流。

为保证电阻加热装置输出的直流电恒定在工艺要求的给定值,在 电路系统中,设有电流调节控制电路和电流反馈控制电路;为保证脉 冲电源装置输出的脉冲直流电满足工艺要求,特别设有脉频调制与脉 宽调制电路构成的调制回路,用以将低频直流脉冲电压调制在输出的 直流电上。

脉冲电源装置,电阻加热装置,轴向加压装置工作时所需参数要 根据对烧结材料及烧结产品性能要求的不同来加以设定,一般可控制 在:(1)脉冲电压5~100V、脉冲电流100~250A、脉冲接通时间 10~90ms、脉冲断路时间10~80ms、总脉冲时间20~100s;(2)电阻 加热电压5~120V、电流100~1200A、电源效率大于80%,功率因素 大于0.9;(3)温度范围200~1600℃。

与公知技术相比本发明具有的优点及积极效果:

(1)对粉末材料加压精确,平稳可控;

(2)脉冲电源装置和电阻加热装置稳定性高、连续性好,可调 节范围大,动态响应快;

(3)由于等离子体的活化作用,新工艺可以实现低温烧结,这 样就抑制了晶粒的长大,从本质上提高了烧结体的性能。

(4)烧结时间短,与传统烧结的几个小时相比,节约了能源, 减少了设备的损耗。

本工艺也可与中频感应或交流电阻炉分别组合配置,还可进行等 离子体活化-中频感应烧结,等离子体活化-间接电阻加热烧结等。

本工艺也可用于探索不同种类的粉末材料的活化烧结或优选同 种粉末材料的不同工艺过程,还可采用先活化、后加压、再烧结等工 艺过程。

四、附图说明:图1是本发明的装置图,图中1是脉冲电源装置, 2是电阻加热装置,3、4、5、6、11、12是轴向加压装置,10是烧 结模,9和13是上、下冲头。图2是烧结过程四阶段的温度、压力 示意图。图3是脉冲电源装置和电阻加热装置电路原理图。

五、具体实施方式:

实施例1:纳米级的等离子体活化烧结

将纳米级氧化铝粉末装入烧结模中,首先用脉冲电流对粉末进行 活化,随后快速升温并对粉末施加压力进行烧结,其中脉冲电流 850A,脉冲接通时间60ms,断路时间30ms,等离子体活化时间90s, 压力40Mpa,加热温度1250~1300℃。

实施例2:硬质合金材料WC+Co的等离子体活化烧结

将纯度为99.9%的WC粉末和纯度为99.8%的Co粉末按比例均 匀混合后装入烧结模中,首先用脉冲电流对粉末进行活化,随后快速 升温并对粉末施加压力进行烧结,烧结的工艺条件需跟据合金中Co粉末的百分含量加以设定。

(a)、对WC-6%Co粉末材料烧结的最佳工艺条件:脉冲电流 600A,脉冲接通时间40ms,等离子体活化时间30s,压力为30.5Mpa,在 1350℃下烧结5分钟,硬度达到HRA92,相对理论密度值为99.83%。

(b)、对WC-10%Co粉末材料烧结的最佳工艺条件:脉冲电流 500A,脉冲接通时间为40ms,断路时间为60ms,等离子体活化时间 为25s,压力为26.3Mpa,加热温度300-1350℃,烧结时间为4分钟, 相对理论密度达到99.65%,洛氏硬度达到91。

(c)、对WC-15%Co粉末材料烧结的最佳工艺条件:脉冲电流 450A,脉冲接通时间为40ms,断路时间为60ms,等离子体活化时间 为20s,压力为21.6MPa,在1300℃下烧结5分钟,硬度达到HRA90, 相对理论密度值为99.90%。

(d)、对WC-20%Co粉末材料烧结的最佳工艺条件:脉冲电流 400A,脉冲接通时间为20ms,断路时间为80ms,等离子体活化时间 为30s,加热温度1250-1300℃,压力为17.6Mpa,在1300℃下烧结5 分钟,硬度达到HRA89,相对理论密度值为99.93%。

实施例3:纳米级ZrO2的高等离子体活化烧结

将纳米级ZrO2粉末装入烧结模中,首先用脉冲电流对粉末进行 活化,随后快速升温并对粉末施加压力进行烧结,最佳工艺条件为: 脉冲电流700A,脉冲接通时间45ms,断路时间30ms,等离子体活 化时间60s,压力30Mpa,加热温度1300-1400℃,烧结时间为7分 钟,维氏硬度达15.4Gpa,相对理论密度接近100%。

实施例4:Cu粉的等离子体活化烧结

工艺参数为:脉冲电流2500A、脉冲接通时间为40ms、断路时 间为60ms,再采用直流电阻加热烧结至600℃,总活化烧结时间为 15s,随后降至室温,过程中所施加的压力为5MPa,在活化烧结后, 样品的理论密度达到99.6%,而工艺时间仅为15s。

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