1、粉末冶金技術(shù)2022年5月3日星期二目錄目錄粉末冶金概述粉末冶金概述1應(yīng)用現(xiàn)狀應(yīng)用現(xiàn)狀2發(fā)展方向發(fā)展方向3新型能源材料新型能源材料多孔金屬材料多孔金屬材料概述概述概述概述v粉末冶金技術(shù)是指使用金屬或非金屬粉末為原料，混合添加劑后填充模具，經(jīng)壓制成形(粉末壓坯)，并燒結(jié)而得到制品的技術(shù)。v特點(diǎn)（1）改善組織，可制備各種結(jié)構(gòu)件及功能材料。（2）可以制備高性能非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異 物理性能。（3）可以容易地實(shí)現(xiàn)多種類型的復(fù)合。（4）降低生產(chǎn)的資源和能源消耗。（5）有效進(jìn)行材料再生和綜合利用。概述概述v應(yīng)用： 汽車、摩托車、紡織機(jī)械、工業(yè)縫紉機(jī)、電動(dòng)工具、五金工具、電器工程機(jī)械等各種粉末冶金（

2、鐵銅基）零件。v分類： 粉末冶金多孔材料、粉末冶金減摩材料、粉末冶金摩擦材料、粉末冶金結(jié)構(gòu)零件、粉末冶金工模具材料、粉末冶金電磁材料和粉末冶金高溫材料等。應(yīng)用現(xiàn)狀應(yīng)用現(xiàn)狀v粉末冶金技術(shù)在新能源材料的應(yīng)用 核能材料、鋰離子電池材料、燃料電池材料、儲(chǔ)氫材料、太陽(yáng)能材料和風(fēng)能材料等。v粉末冶金技術(shù)制備金屬多孔材料的應(yīng)用 生物金屬多孔材料、形狀記憶合金多孔材料、 多孔鎢電極、多孔不銹鋼和多孔銅的制備。1、能源材料 鋰離子電池材料中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在采用固相法和液相法制備電極材料粉末上。固相法：高溫固相法，碳熱還原法和微波法等；液相法：溶膠一凝膠法、水熱法、沉淀法等。v高溫固相法原料 球磨 還原氣氛300

3、400煅燒釋放氣體 500800煅燒12h 正極材料v鋰離子電池材料1、能源材料v 液相合成法 沉淀法 將適當(dāng)?shù)脑牧先芙夂?，加入其他化合物以析出沉淀，干燥、焙燒后得到產(chǎn)物，該產(chǎn)物一般FePO4、NH4FePO4和LiFePO4。 水熱法 混料溶解攪拌干燥清洗分離1、能源材料 粉末冶金在核材料中主要應(yīng)用于核結(jié)構(gòu)材料。常用機(jī)械合金化法制備彌散強(qiáng)化鋼。v核材料1、能源材料 儲(chǔ)氫合金是指在一定溫度和氫氣壓力下能可逆地大量吸收、儲(chǔ)存和釋放氫氣的金屬間化合物。 儲(chǔ)氫合金材料的制備涉及到熔煉法、機(jī)械合金化法、氫化燃燒合成法和還原擴(kuò)散法等。采用熔煉的方法制備的儲(chǔ)氫合金容易造成成分偏析，對(duì)于先進(jìn)的儲(chǔ)氫合金，一

4、般采用機(jī)械合金化、氫化燃燒合成和還原擴(kuò)散法等粉末冶金技術(shù)來制備。v儲(chǔ)氫材料1、能源材料 粉末冶金技術(shù)在風(fēng)電機(jī)組中的應(yīng)用包括制動(dòng)片的制備和永磁釹鐵硼材料的制備。 目前常用的風(fēng)電機(jī)組的機(jī)械制動(dòng)材料為銅基粉末冶金摩擦材料，一般由基體及基體強(qiáng)化組元、摩擦組元和潤(rùn)滑組元組成，采用粉末壓制燒結(jié)工藝制備而成。 粉末冶金技術(shù)在太陽(yáng)能材料中的應(yīng)用主要是利用氣相沉積技術(shù)制備薄膜太陽(yáng)能電池，太陽(yáng)能選擇性吸收涂層。v風(fēng)能&太陽(yáng)能材料2、多孔材料 金屬多孔材料具有密度小、比表面積大、抗沖擊性能高、通透性好等優(yōu)點(diǎn)，具有足夠的強(qiáng)度和韌性、耐高溫和耐熱震性，可以在高低溫下工作且壽命長(zhǎng)、容易制備，因此金屬多孔材料成為當(dāng)

5、今研究的熱點(diǎn)。 金屬多孔材料被廣泛應(yīng)用于航空航天、原子能、交通、石油化工、生物、機(jī)械、醫(yī)療、建筑、環(huán)保等行業(yè)中。2、多孔材料v 形狀記憶合金(SMA)多孔材料 TiNi SMA具有獨(dú)特的形狀記憶效應(yīng)、良好的力學(xué)性能、優(yōu)良的抗蝕性和生物相容性，在氬氣保護(hù)中，采用壓縮和彎陸試驗(yàn)，對(duì)元素粉末燒結(jié)的多孔TiNi合金的應(yīng)力應(yīng)變性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，多孔TiNi合金的最大抗壓縮強(qiáng)度和抗彎曲強(qiáng)度取決于多孔TiNi的密度和燒結(jié)條件。2、多孔材料v多孔生物材料 為保證生物醫(yī)用多孔金屬材料的力學(xué)相容性和生物相容性，必須使其具有合適的孔形貌、孔徑、孔隙度及保持高純度，這樣其制備方法就顯得非常重要。目前生物醫(yī)用多

6、孔金屬材料的制備工藝仍不完備，由于粉末冶金方法可較好控制孔的參數(shù)，所以大多數(shù)研究者都采用此法。 由粉末冶金方法制備的多孔生物材料（如多孔鈦）具有與骨組織結(jié)合良好的多孔結(jié)構(gòu)和相容性。彈性模量低于40 GPa，非常接近于自然骨的強(qiáng)度。其孔結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能與自然骨都非常的接近。2、多孔材料v 不銹鋼多孔材料主要的工藝流程以不銹鋼粉末與造孔劑(大多數(shù)的造孔劑都是高分子聚合物)混合，然后在保護(hù)性氣體或者真空中燒結(jié)而成。金屬粉末的選區(qū)激光燒結(jié)成形技術(shù)(SLS)在無需任何硬質(zhì)工模具或模型的情況下，能快速制備出不同材料的復(fù)雜形狀零件，縮短制造周期，增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。發(fā)展方向發(fā)展方向v參考文獻(xiàn)1、郭志猛，等.粉末冶金技術(shù)在新能源材料中的