玻璃燒結(jié)介紹
粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經(jīng)過成形和燒結(jié),制造金屬材料、復(fù)合以及各種類型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方,因此,一系列粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點,它已成為解決新材料問題的鑰匙,在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。
粉末冶金具有獨特的化學(xué)組成和機(jī)械、物理性能,而這些性能是用傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的。運用粉末冶金技術(shù)可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品,如含油軸承、齒輪、凸輪、導(dǎo)桿、刀具等,是一種少無切削工藝。粉末冶金材料的應(yīng)用與分類,主要有: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、和粉末冶金電磁材料和粉末冶金高溫材料等。
(1)粉末冶金技術(shù)可以最大限度地減少合金成分偏聚,消除粗大、不均勻的鑄造組織。在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導(dǎo)材料、新型金屬材料(如Al-Li合金、耐熱Al合金、超合金、粉末耐蝕不銹鋼、粉末高速鋼、金屬間化合物高溫結(jié)構(gòu)材料等)具有重要的作用。
(2)可以制備非晶、微晶、準(zhǔn)晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料,這些材料具有優(yōu)異的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能。
(3)可以容易地實現(xiàn)多種類型的復(fù)合,充分發(fā)揮各組元材料各自的特性,是一種低成本生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷復(fù)合材料的工藝技術(shù)。
(4)可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品,如新型多孔生物材料,多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷材料等。
(5)可以實現(xiàn)凈近形成形和自動化批量生產(chǎn),從而,可以有效地降低生產(chǎn)的資源和能源消耗。
(6)可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料,是一種可有效進(jìn)行材料再生和綜合利用的新技術(shù)
熱壓燒結(jié) 熱壓燒結(jié)
熱壓燒結(jié)(Hot Pressed Sintering) 定義:將干燥粉料充填入模型內(nèi),再從單軸方向邊加壓邊加熱,使成型和燒結(jié)同時完成的一種燒結(jié)方法。 熱壓燒結(jié)的特點:熱壓燒結(jié)由于加熱加壓同時進(jìn)行,粉料處于熱塑性狀態(tài),有助于顆粒的接觸擴(kuò)散、流動傳質(zhì)過程的進(jìn)行,因而成型壓力僅為冷壓的1/10;還能降低燒結(jié)溫度,縮短燒結(jié)時間,從而抵制晶粒長大,得到晶粒細(xì)小、致密度高和機(jī)械、電學(xué)性能良好的產(chǎn)品。無需添加燒結(jié)助劑或成型助劑,可生產(chǎn)超高純度的陶瓷產(chǎn)品。熱壓燒結(jié)的缺點是過程及設(shè)備復(fù)雜,生產(chǎn)控制要求嚴(yán),模具材料要求高,能源消耗大,生產(chǎn)效率較低,生產(chǎn)成本高。 將熱壓作為制造制品的手段而加以利用的實例有:氧化鋁、鐵氧體、碳化硼、氮化硼等工程陶瓷。 熱壓設(shè)備:常用的熱壓機(jī)主要由加熱爐、加壓裝置、模具和測溫測壓裝置組成。加熱爐以電作熱源,加熱元件有SiC、MoSi或鎳鉻絲、白金絲、鉬絲等。加壓裝置要求速度平緩、保壓恒定、壓力靈活調(diào)節(jié),有杠桿式和液壓式。根據(jù)材料性質(zhì)的要求,壓力氣氛可以是空氣也可以是還原氣氛或惰性氣氛。模具要求高強(qiáng)度、耐高溫、抗氧化且不與熱壓材料黏結(jié),模具熱膨脹系數(shù)應(yīng)與熱壓材料一致或近似。根據(jù)產(chǎn)品燒結(jié)特征可選用熱合金鋼、石墨、碳化硅、氧化鋁、氧化鋯、金屬陶瓷等。最廣泛使用的是石墨模具。 現(xiàn)以氮化硅為例。在氮化硅粉末中,加入氧化鎂等燒結(jié)輔助劑,在1700℃下,施以300公斤/cm2的壓力,則可達(dá)到致密化。在這種情況下,因為氮化硅與石墨模型發(fā)生反應(yīng),其表面生成碳化硅,所以在石墨模型內(nèi)涂上一層氮化硼,以防止發(fā)生反應(yīng),并便于脫模。使用這種脫模劑時,在熱壓情況下須時時注意。另外,模型材料與試料的膨脹系數(shù)之差在冷卻時會產(chǎn)生應(yīng)力,這一點極為重要。Si3N4-Y2O3-Al2O3系物質(zhì),在熱壓下也可獲得高強(qiáng)度燒結(jié)體。
大氣壓力 英文詞條名:atmospheric pressure.barometric pressure
地球表面覆蓋有一層厚厚的由空氣組成的大氣層。在大氣層中的物體,都要受到空氣分子撞擊產(chǎn)生的壓力,這個壓力稱為大氣壓力。也可以認(rèn)為,大氣壓力是大氣層中的物體受大氣層自身重力產(chǎn)生的作用于物體上的壓力。
由于地心引力作用,距地球表面近的地方,地球吸引力大,空氣分子的密集程度高,撞擊到物體表面的頻率高,由此產(chǎn)生的大氣壓力就大。距地球表面遠(yuǎn)的地方,地球吸引力小,空氣分子的密集程度低,撞擊到物體表面的頻率也低,由此產(chǎn)生的大氣壓力就小。因此在地球上不同高度的大氣壓力是不同的,位置越高大氣壓力越小。此外,空氣的溫度和濕度對大氣壓力也有影響。
在物理學(xué)中,把緯度為45度海平面(即拔海高度為零)上的常年平均大氣壓力規(guī)定為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)。此標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為一定值。其值為 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760毫米汞柱 =1.033工程大氣壓 =1.0133 X 10的5次方帕=0.10133MPa
大氣壓力的產(chǎn)生是地球引力作用的結(jié)果,由于地球引力,大氣被“吸”向地球,因而產(chǎn)生了壓力,靠近地面處大氣壓力最大。氣象科學(xué)上的氣壓,是指單位面積上所受大氣柱的重量(大氣壓強(qiáng)),也就是大氣柱在單位面積上所施加的壓力。
氣壓的單位有毫米和毫巴兩種:以水銀柱高度來表示氣壓高低的單位,用毫米(mm)。例如氣壓為760毫米,就是表示當(dāng)時的大氣壓強(qiáng)與760毫米高度水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等。另一種是天氣預(yù)報廣播中經(jīng)常聽見的毫巴(mb)。它是用單位面積上所受大氣柱壓力大小來表示氣壓高低的單位。1毫巴=1000達(dá)因/平方厘米(1巴=1000毫巴)。因此,1毫巴就表示在l平方厘米面積上受到l000達(dá)因的力。氣壓為760毫米時相當(dāng)于1013.25毫巴,這個氣壓值稱為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
氣壓是隨大氣高度而變化的。海拔愈高,大氣壓力愈??;兩地的海拔相差愈懸殊,其氣壓差也愈大。
大氣柱的重量還受到密度變化的影響,空氣的密度愈大,也就是單位體積內(nèi)空氣的質(zhì)量愈多,其所產(chǎn)生的大氣壓力也愈大。
由于大氣的質(zhì)量愈近地面愈密集,愈向高空愈稀薄,所以氣壓隨高度的變化值也是愈靠近地面愈大。例如在低層,每上升100米,氣壓便降低約10毫巴;在5~6公里的高空,每上升100米,氣壓降低約7毫巴;而到9~10公里的高空,每上升10米,氣壓便只降低約5毫巴了。
氣壓無時無刻不在變化。在通常情況下,每天早晨氣壓上升,到下午氣壓下降;每年冬季氣壓最高,夏季氣壓最低。但有時候,如在一次寒潮影響時,氣壓會很快升高,冷空氣一過氣壓又慢慢降低。
真空度 處于真空狀態(tài)下的氣體稀簿程度,通常用“真空度高”和“真空度低”來表示。真空度高表示真空度“好”的意思,真空度低表示真空度“差”的意思。
若所測設(shè)備內(nèi)的壓強(qiáng)低于大氣壓強(qiáng),其壓力測量需要真空表。從真空表所讀得的數(shù)值稱真空度。真空度數(shù)值是表示出系統(tǒng)壓強(qiáng)實際數(shù)值低于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值,即:
真空度=大氣壓強(qiáng)-絕對壓強(qiáng)
補(bǔ)充的全面解釋:
“真空度”顧名思義就是真空的程度。是真空泵、微型真空泵、微型氣泵、微型抽氣泵、微型抽氣打氣泵等抽真空設(shè)備的一個主要參數(shù)。
所謂“真空“,是指在給定的空間內(nèi),壓強(qiáng)低于101325帕斯卡(也即一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)約101KPa)的氣體狀態(tài)。
在真空狀態(tài)下,氣體的稀薄程度通常用氣體的壓力值來表示,顯然,該壓力值越小則表示氣體越稀薄。
對于真空度的標(biāo)識通常有兩種方法:
一是用“絕對壓力”、“絕對真空度”(即比“理論真空”高多少壓力)標(biāo)識;
在實際情況中,真空泵的絕對壓力值介于0~101.325KPa之間。絕對壓力值需要用絕對壓力儀表測量,在20℃、海拔高度=0的地方,用于測量真空度的儀表(絕對真空表)的初始值為101.325KPa(即一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。
二是用“相對壓力”、“相對真空度”(即比“大氣壓”低多少壓力)來標(biāo)識。
"相對真空度"是指被測對象的壓力與測量地點大氣壓的差值。用普通真空表測量。在沒有真空的狀態(tài)下(即常壓時),表的初始值為0。當(dāng)測量真空時,它的值介于0到-101.325KPa(一般用負(fù)數(shù)表示)之間。
比如,有一款微型真空泵PH2506B測量值為-75KPa,則表示泵可以抽到比測量地點的大氣壓低75KPa的真空狀態(tài)。
國際真空行業(yè)通用的“真空度”,也是最科學(xué)的是用絕對壓力標(biāo)識;指得是“極限真空、絕對真空度、絕對壓力”,但“相對真空度”(相對壓力、真空表表壓、負(fù)壓)由于測量的方法簡便、測量儀器非常普遍、容易買到且價格便宜,因此也有廣泛應(yīng)用。理論上二者是可以相互換算的,兩者換算方法如下:
相對真空度=絕對真空度(絕對壓力)-測量地點的氣壓
例如:有一款微型真空泵VM8001的絕對壓力為80KPa,則它的相對真空度約為80-100=-20Kpa,(測量地點的氣壓假設(shè)為100KPa)在普通真空表上就該顯示為-0.02MPa。
常用的真空度單位有Pa、Kpa、Mpa、大氣壓、公斤(Kgf/cm2)、mmHg、mbar、bar、PSI等。近似換算關(guān)系如下:
1MPa=1000KPa
1KPa=1000Pa
1大氣壓=100KPa=0.1MPa
1大氣壓=1公斤(Kgf/cm2)=760mmHg
1大氣壓=14.5PSI
1KPa=10mbar
1bar=1000mbar
負(fù)壓 抽出式通風(fēng)的礦井中,風(fēng)流的絕對壓力小于井外或風(fēng)筒外同標(biāo)高的絕對壓力,其相對壓力為負(fù)值,稱負(fù)壓
簡單的說,“負(fù)壓”是低于常壓(即常說的一個大氣壓)的氣體壓力狀態(tài)。也就是我們常說的“真空”。例如,用管子喝飲料時,管子里就是負(fù)壓;用來掛東西的吸盤內(nèi)部,也是負(fù)壓等等。
通常在工業(yè)上,特別是微型泵(如微型真空泵,微型氣泵,微型氣體采樣泵,微型氣體循環(huán)泵,微型抽氣泵)選型中常要涉及到這個概念。
比如:有一種微型真空泵VAA6005,它能在抽氣端形成0.04MPA的負(fù)壓,意思是能將密閉容器內(nèi)的氣體抽走40%,剩余60%,與外界大氣壓的壓力差為100*(1-0.6)=40KPA(即它的負(fù)壓值為:-40Kpa),在常用的真空表上顯示就為-0.04Mpa。(假設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?/span>0.1Mpa)
是以大氣壓力作為基準(zhǔn)所表示的壓力,稱為相對壓力。
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