粉末冶金齒輪

利用類似于SHS電場ji活作用的SPS技術(shù)，對陶瓷、復(fù)合材料和梯度材料的合成和致密化同時進(jìn)行，可得到65nm的納米晶，比SHS少了一道致密化工序[22]。在制備工藝方面主要有金屬澆鑄法和水淬法，其關(guān)鍵是快速冷卻和控制非均勻形核。利用SPS可制備大尺寸的FGM，目前SPS制備的尺寸較大的FGM體系是ZrO2(3Y)/不銹鋼圓盤，尺寸已達(dá)到100mm×17mm[23]。

用普通燒結(jié)和熱壓WC粉末時必須加入添加劑，而SPS使燒結(jié)純WC成為可能。利用傳統(tǒng)的熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)等方法來制備納米材料時，很難保證能同時達(dá)到納米尺寸的晶粒和完全致密的要求。用SPS制備的WC/Mo梯度材料的維氏硬度（HV）和斷裂韌度分別達(dá)到了24Gpa和6Mpa·m1/2,大大減輕由于WC和Mo的熱膨脹不匹配而導(dǎo)致熱應(yīng)力引起的開裂[24]。

熱電材料

熱電材料

由于熱點(diǎn)轉(zhuǎn)換的高可靠性、無污染等特點(diǎn)，近熱電轉(zhuǎn)換器引起了人們的極大興趣，并研究了許多熱電轉(zhuǎn)換材料。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，在SPS制備功能材料的研究中，對熱電材料的研究較多。

(1)熱電材料的成分梯度化氏目前提高熱點(diǎn)效率的有效途徑之一。例如，成分梯度的βFeSi2就是一種比較有前途的熱電材料，可用于200～900℃之間進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)換。

鐵電材料

用SPS燒結(jié)鐵電陶瓷PbTiO3時，在900～1000℃下燒結(jié)1～3min,燒結(jié)后平均顆粒尺寸<1μm，相對密度超過98%。由于陶瓷中孔洞較少[31]，因此在101～106HZ之間介電常數(shù)基本不隨頻率而變化。

用SPS制備鐵電材料Bi4Ti3O12陶瓷時，在燒結(jié)體晶粒伸長和粗化的同時，陶瓷迅速致密化。用SPS容易得到晶粒取向度好的試樣，可觀察到晶粒擇優(yōu)取向的Bi4Ti3O12陶瓷的電性能有強(qiáng)烈的各向異性[32]。

用SPS制備鐵電Li置換IIVI半導(dǎo)體ZnO陶瓷，使鐵電相變溫度Tc提高到470K，而以前冷壓燒結(jié)陶瓷只有330K[34]。

根據(jù)市場調(diào)研的結(jié)果，中國2013 年平均單車汽車粉末冶金制品的用量至少有6kg，這其中2.3kg 的差額就是沒有統(tǒng)計在內(nèi)，是來自國外的粉末冶金用量（發(fā)動機(jī)進(jìn)口或部分組裝零件進(jìn)口），這部分進(jìn)口替代需求構(gòu)成了未來粉末冶金零部件需求增長的一部分。過去十年，受益于汽車產(chǎn)量的增長，汽車用粉末冶金零部件需求也呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。我們保守估計，未來車用粉末冶金國產(chǎn)化的替代率占據(jù)目前單車用量的6%-7%。

粉末冶金的應(yīng)用領(lǐng)域